Nuovi progressi per le fuel cell a idrogeno
(Rinnovabili.it) – Nonostante le grandi promesse fatte negli anni, la mobilità a idrogeno stenta a decollare. Tra i numerosi motivi che legano al palo questo settore, c’è anche il costo proibitivo, in termini di produzione su larga scala, delle celle a combustibile. Il problema principale è il catalizzatore impiegato dalle fuel cell a idrogeno, ossia il materiale usato per facilitare e accelerare la reazione elettrochimica interna alla cella. Il migliore per questo tipo di lavoro? Il platino, metallo prezioso i cui costi si aggirano intorno ai 30mila dollari il chilo.
Le alternative più economiche, sperimentate sino a oggi, hanno dimostrato di non essere all’altezza. Ora, tuttavia, un team di ingegneri dell’Università del Delaware è convinto di aver trovato una soluzione per battere le prestazioni dei dispositivi tradizionali, abbassandone i costi. Gli scienziati hanno realizzato un catalizzatore composto di nanoparticelle in carburo di tungsteno attraverso un nuovo metodo più semplice e più facilmente scalabile rispetto a quelli impiegati sino a oggi. E soprattutto ad un prezzo notevolmente ridotto dal momento che il carburo di tungsteno costa solo 150 dollari al chilo.
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“Il materiale è normalmente realizzato a temperature molto alte, circa 1.500 gradi Celsius e a queste temperature cresce ma mantenendo una piccola superficie per le reazioni chimiche“, spiega Dionisios Vlachos, tra gli autori dello studio. “Il nostro approccio è uno dei primi a realizzare il materiale in nanoscala con elevata superficie, in maniera da essere commercialmente rilevante per la catalisi”.
I ricercatori hanno creato le nanoparticelle utilizzando una serie di passaggi che comprendono il tecniche come il trattamento idrotermale e la carburazione.
“Possiamo isolare le singole nanoparticelle del carburo di tungsteno durante il processo e distribuire in maniera uniforme le dimensioni”, ha aggiunto il collega Weiqing Zheng. Una volta prodotto, i ricercatori hanno incorporato il nuovo catalizzatore nella membrana di una fuel cell a idrogeno, nota come fuel cell a membrana a scambio protonico (PEMFCs). I test condotti hanno permesso di rilevare che il catalizzatore è in grado di ottimizzare le prestazioni della membrana, prolungandone la vita. “Il catalizzatore a basso costo che abbiamo sviluppato può essere incorporato all’interno della membrana per migliorare le prestazioni e la densità di potenza”, afferma Zheng. “Di conseguenza, la dimensione fisica dello stack di celle può essere ridotta per la stessa potenza, rendendola più leggera e più economica“.
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