L’approccio offre un aumento di 6 volte della produzione di H2 rispetto alla tradizionale elettrolisi dell’acqua
Gli ingegneri dell’Università dell’Illinois a Chicago hanno sviluppato un metodo innovativo per produrre idrogeno con biochar. In pratica riescono a ricavare il prezioso gas dall’acqua utilizzando energia solare e scarti agricoli come letame e bucce. Il loro approccio aumenta di sei volte la generazione del vettore, aprendo nuove opportunità per una produzione sostenibile e rispettosa del clima.
La produzione di idrogeno puro attraverso elettrolisi soffre di una cinetica lenta a livello della reazione di evoluzione dell’ossigeno e richiede elevati sovrapotenziali per ottenere alte densità di corrente. Per risolvere il problema il team statunitense ha introdotto nell’equazione materiali a base di carbonio come agenti riducenti. In realtà ridurre il voltaggio richiesto per la scissione dell’acqua introducendo una fonte di carbonio nella reazione non rappresenta una prassi nuova. Ma questo processo utilizza ancora carbone o prodotti chimici costosi e rilascia anidride carbonica come sottoprodotto. E’ qui che entra in gioco il biochar, sostanza ricca di carbonio e derivata dai rifiuti agricoli.
Produrre idrogeno con biochar
In un articolo pubblicato su Cell Reports Physical Science, il team guidato dall’ingegnere Meenesh Singh presenta il nuovo processo. Utilizzando fonti di energia rinnovabile come l’energia solare e catturando i sottoprodotti, il metodo può ridurre le emissioni di gas serra fino a zero. Singh ha esultato: “Siamo il primo gruppo a dimostrare che è possibile produrre idrogeno utilizzando la biomassa a una frazione di volt. Questa è una tecnologia trasformativa”.
L’esperimento ha visto utilizzare diversi tipi di biochar. I ricercatori lo hanno ottenuto da bucce di canna da zucchero, scarti di canapa, residui di carta e letame di mucca. Tutte le varietà di biochar hanno ridotto significativamente la potenza necessaria per convertire l’acqua in idrogeno. Il letame bovino ha mostrato il miglior rendimento, riducendo il fabbisogno elettrico di sei volte fino a circa un quinto di volt.
“È molto efficiente, con una conversione di quasi il 35% del biochar e dell’energia solare in idrogeno”, ha affermato Rohit Chauhan, coautore e ricercatore nel laboratorio di Singh. “Questi sono numeri da record mondiale; è il più alto che qualcuno abbia mai dimostrato.”
Il processo, se reso a zero emissioni, potrebbe avere ulteriori benefici ambientali ed economici, come la produzione di anidride carbonica pura per usi industriali. Orochem Technologies, azienda biotecnologica che ha sponsorizzato la ricerca, ha depositato una domanda di brevetto sui processi di produzione di biochar e idrogeno, e il team dell’UIC prevede di testare ora i metodi su larga scala.