I ricercatori dell'Università di Umeå hanno messo a punto una soluzione per proteggere i catalizzatori metallici degli elettrolizzatori PEM dal degrado operativo
Idrogeno verde economico, verso un nuovo traguardo
(Rinnovabili.it) – Quando si parla di tecnologie dell’idrogeno rinnovabile, a livello produttivo gli elettrolizzatori con membrana a scambio protonico (PEM) rappresentano una delle soluzioni più promettenti. Offrono densità di corrente elevate, alta efficienza, una risposta rapida e ingombro ridotto, fornendo carburante ultra puro. Il più grande limite di questa tecnologia rimane l’impiego di metalli nobili come platino, rutenio e iridio come catalizzatori. Questi elementi non solo sono costosi e hanno un’offerta limitata ma, nel caso dei rutenio e iridio, tendono anche a deteriorarsi nel tempo. Per superare il problema ed aprire le porte ad un’era di idrogeno verde economico, un gruppo di ricercatori dell’Università di Umeå, in Svezia, ha creato delle speciali “trappole difensive”.
“Il degrado dei metalli nobili, fenomeno noto come ‘dissoluzione dei metalli’, riduce l’efficacia della produzione di idrogeno”, spiega il professore Eduardo Gracia, a capo del gruppo. “Si tratta di un problema che deve essere risolto per poter sfruttare appieno la tecnologia PEM”.
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Lunga vita ai metalli nobili
Nel dettaglio il team ha intrappolato l’ossido di rutenio in una “impalcatura” protettiva e inattiva, a base di un un ossido misto quaternario di stagno, antimonio, molibdeno e tungsteno. La struttura mantiene stabile il metallo nobile anche in condizioni difficili. E si è dimostrata sufficientemente resistente da proteggere non il catalizzatore ma anche altri componenti del sistema da eventuali danni durante il processo.
“L’ossido misto, stabile agli acidi, è costituito da una rete interconnessa di ossidi nanostrutturati in grado di stabilizzare il rutenio nella matrice (Ru-MO)”, si legge nell’abstract della pubblicazione su Nature (testo in inglese). “In combinazione con il feltro in fibra di titanio, abbiamo osservato una minore degradazione dell’attività di reazione di evoluzione dell’ossigeno rispetto all’ossido di rutenio non protetto dopo lo stress test elettrochimico”.
Garantendo una durata più lunga per i metalli, la ricerca svedese può rendere la tecnologia PEM più conveniente ed efficace per la produzione di idrogeno verde economico su larga scala.
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