La nanotecnologia apre una nuova strada per il cracking industriale dell’ammoniaca
(Rinnovabili.it) – Un gruppo di ricercatori delle università di Princeton e Rice, negli Stati Uniti, ha trovato un nuovo sistema per produrre idrogeno facilmente dall’ammoniaca (NH3), impiegando materiali economici e una luce LED.
È bene precisare che l’ammoniaca non è propriamente una “fonte” di idrogeno, bensì un composto sintetizzato proprio a partire dall’H2 in reazione con l’azoto (N); tuttavia si sta ritagliando un posto all’interno della nuova hydrogen economy come vettore. Trasportare e stoccare idrogeno gassoso o liquido è ancora un’operazione piuttosto complessa, per motivi di sicurezza in un caso e per questioni economiche nell’altro. Ecco perché negli ultimi anni gli scienziati hanno cercato di impiegare sostanze chimiche intermedie per le operazioni post produzione. Uno dei vettori più promettenti è proprio l’ammoniaca liquida che possiede già a livello industriale sistemi sicuri di trasporto e stoccaggio. Il problema si pone però nel momento in cui dall’NH3 si cerca di estrarre nuovamente l’H2. Il cracking (letteralmente “rottura”) delle molecole di ammoniaca richiede spesso temperature elevate e catalizzatori preziosi per guidare la reazione.
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Come produrre idrogeno facilmente
Il gruppo di ricercatori, guidati da Naomi Halas e Peter Nordlander della Rice University, e da Emily Carter della Princeton, ha voluto trasformare il processo di scissione per rendere l’ammoniaca un vettore più sostenibile ed economicamente valido e produrre idrogeno facilmente. L’idea alla base del lavoro era tentare di usare la luce per recidere i legami chimici come un bisturi, piuttosto che usare il calore per frantumarli come un martello.
Per fare ciò, il team si è rivolto alla nanotecnologia. Nel dettaglio i ricercatori hanno una semplice luce LED e delle minuscole strutture metalliche in ferro e rame dotate di un doppio compito: il rame è in grado di manipolare la luce per eccitare gli elettroni a energie più elevate, mentre il ferro funge da catalizzatori per accelerare la reazione attivata dagli elettroni eccitati. E grazie a simulazioni di meccanica quantistica, il gruppo è riuscito ad ottenere la precisione sperata e ad estrarre in maniera continua idrogeno dall’ammoniaca a temperatura ambiente, utilizzando solo LED ad alta efficienza. I ricercatori affermano che la tecnica è già scalabile ma che con ulteriori ricerche sarà possibile aumentare l’efficienza del processo e ridurre i costi. La ricerca è apparsa su Science (testo in inglese).
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