I ricercatori dell'Università di Houston hanno realizzato un nuovo catalizzatore in grado di avviare l'elettrolisi dell'acqua di mare a tensioni relativamente basse
Passi avanti verso la produzione industriale di idrogeno dall’acqua marina
(Rinnovabili.it) – Produrre idrogeno dall’acqua marina e dal sole, per portare energia pulita anche in quelle parti del mondo dove le risorse per la sussistenza sono poche e contate: per quanti credono nell’Hydrogen Economy, questo obiettivo è irrinunciabile ma raggiungerlo è ancora una sfida aperta. Oggi, infatti, le tecnologie di elettrolisi funzionano in maniera più efficiente con l’acqua dolce, dal momento il sale marino è in grado di danneggiare parti chiave dell’impianto.
Eppure il sogno di produrre idrogeno dall’acqua marina rimane fondamentale per il comparto e non solo perché mari e oceani costituiscono una delle risorse naturali più abbondanti sul nostro pianeta. L’approccio, spiegano gli esperti, permetterebbe anche di fornire un contributo alle future soluzioni di desalinizzazione. Ecco perché il lavoro svolto dai fisici dell’Università di Huston, in Texas, rappresenta una svolta significativa in questa direzione. Il team di ricercatori è riuscito a realizzare un catalizzatore robusto ed efficiente in grado di sostenere la scissione dell’acqua salata senza incorrere nel pericolo di disattivazione o corrosione per l’anodo.
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Spiega Zhifeng Ren, direttore del Centro texano della Superconduttività presso l’ateneo “un grande ostacolo finora è stata la mancanza di un catalizzatore in grado di dividere efficacemente l’acqua di mare per produrre idrogeno senza liberare ioni di sodio, cloro, calcio e altri componenti in grado di depositarsi sul catalizzatore e renderlo inattivo. Gli ioni di cloro sono particolarmente problematici, in parte perché il cloro richiede una tensione leggermente più alta per liberarsi rispetto quella chiesta dall’idrogeno”. Nel dettaglio, il gruppo ha sintetizzato un catalizzatore tridimensionale composto da nitruri metallici economici per la reazione di liberazione dell’ossigeno molecolare.
La nuova molecola è stata “accoppiata” con un catalizzatore per la reazione di liberazione dell’idrogeno a base di nichel-molibdeno-nitruro, all’interno di elettrolizzatore, alimentato semplicemente dal calore residuo o da una pila AA. Quindi il team ha sperimentato l’apparecchio nelle acque della baia di Galveston, al largo della costa del Texas. Il risultato? L’elettrolizzatore ha raggiunto densità di corrente in grado di supportare le esigenze industriali, richiedendo una tensione relativamente bassa per avviare la scissione dell’acqua di mare.
“Abbiamo raggiunto le densità di corrente richieste a livello industriale di 500 e 1000 mA cm−2 a basse tensioni record di 1,608 e 1,770 V, rispettivamente, per la scissione alcalina dell’acqua di mare a 60 ° C” spiegano gli scienziati nell’articolo (testo in inglese) pubblicato su Nature Communications. “Questa scoperta fa avanzare significativamente lo sviluppo dell’elettrolisi dell’acqua di mare per la produzione di idrogeno su larga scala”.
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