Luci LED e nanoparticelle d’oro per produrre idrogeno dagli scarti delle raffinerie
(Rinnovabili.it) – È incolore ma ha un odore di uova marce in grado di distinguerlo in maniera netta. È l’idrogeno solforato o acido solfidrico (H2S), un gas presente naturalmente nelle emissioni delle zone geotermiche e vulcaniche, ma anche uno dei co-prodotti problematici di una serie di attività industriali, dalla raffinazione del petrolio alla concia delle pelli. Perché problematico? Perché è considerato un veleno ad ampio spettro e, alle concentrazioni industriali, un problema per la salute umana e l’ambiente. Ma alla Rice University hanno trovato un modo per valorizzarlo. Un sistema molto più economico dei trattamenti di bonifica utilizzati attualmente e in grado di produrre idrogeno riutilizzabile.
Nell’Università texana un team di ingegneri e chimici ha impiegato nanostrutture metalliche plasmoniche per creare un trattamento alternativo al processo Claus. Quest’ultimo rappresenta l’attuale tecnologia catalitica impiegata dalle raffinerie per abbattere l’idrogeno solforato dagli idrocarburi. Si tratta di un processo che richiede più fasi e camere di combustione a temperature elevate, in grado di trasformare l’H2S in zolfo e acqua.
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La via breve per produrre idrogeno
Il processo di bonifica della Rice conta, invece, una sola fase, è alimentato unicamente dalla luce e rompe la molecola di H2S in idrogeno e zolfo. Nel nuovo lavoro, il team ha punteggiato la superficie di granelli in biossido di silicio con minuscole isole d’oro. Ogni isola è una nanoparticella d’oro capace di interagire fortemente con una specifica lunghezza d’onda della luce visibile. Queste particolari reazioni tra luce e metallo – chiamate plasmoniche – creano “portatori di calore”, elettroni di breve durata e ad alta energia che possono guidare la catalisi.
Gli scienziati hanno utilizzato una configurazione di laboratorio mostrando come una banca di luci a LED potrebbe produrre idrogeno e zolfo dall’acido solfidrico in maniera efficiente con il nuovo fotocatalizzatore.
“Le emissioni di idrogeno solforato possono comportare pesanti sanzioni per l’industria, ma anche la bonifica è molto costosa”, ha affermato Naomi Halas, pioniera della nanofotonica. “La frase ‘game-changer’ è abusata, ma in questo caso si applica. L’implementazione della fotocatalisi plasmonica dovrebbe essere molto meno costosa del trattamento tradizionale e ha il potenziale aggiuntivo di trasformare un onere costoso in un bene sempre più prezioso”.
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La tecnologia di bonifica dell’idrogeno solforato plasmonico è stata concessa in licenza da Syzygy Plasmonics, una startup con sede a Houston con oltre 60 dipendenti, i cui co-fondatori includono Halas.