I ricercatori hanno sviluppato un metodo per convertire i rifiuti metallici in un catalizzatore efficace per la produzione di idrogeno dall’acqua, una svolta che potrebbe migliorare la sostenibilità della produzione di idrogeno. Un team di ricercatori della Scuola di Chimica e della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Nottingham ha scoperto che la superficie dei trucioli, un sottoprodotto dell’industria della lavorazione dei metalli, è strutturata con piccoli gradini e scanalature a livello di nanoscala.
Queste strutture possono ancorare atomi di platino o cobalto, creando un efficiente elettrocatalizzatore in grado di scindere l’acqua in idrogeno e ossigeno. La ricerca sui rifiuti metallici è stata pubblicata sul Journal of Material Chemistry A della Royal Society of Chemistry. L’idrogeno è un combustibile pulito che può essere utilizzato per generare calore o alimentare veicoli e l’unico sottoprodotto della sua combustione è il vapore acqueo.
I rifiuti metallici aumenteranno la produzione di idrogeno?
La maggior parte dei metodi di produzione dell’idrogeno si basa tuttavia su materie prime di combustibili fossili. L’elettrolisi dell’acqua è uno dei percorsi verdi più promettenti per la produzione di idrogeno, poiché richiede solo acqua ed elettricità. L’industria si è trovata ad affrontare una sfida con l’elettrolisi dell’acqua, poiché questo processo richiede elementi rari e costosi come il platino per catalizzare la scissione dell’acqua.
Con la fornitura globale limitata e l’aumento dei prezzi dei metalli preziosi, c’è un urgente bisogno di materiali elettrocatalizzatori alternativi per produrre idrogeno dall’acqua. La ricerca sui rifiuti metallici e la il loro contributo per l’aumento della produzione di idrogeno è comunque degna di essere approfondita.
Soluzioni innovative
Il dottor Jesum Alves Fernandes, della Facoltà di Chimica dell’Università di Nottingham, che ha guidato il gruppo di ricerca sui rifiuti metallici, ha affermato: “Le industrie solo nel Regno Unito generano milioni di tonnellate di rifiuti metallici ogni anno. Utilizzando un microscopio elettronico a scansione, siamo stati in grado di ispezionare le superfici apparentemente lisce dei trucioli di acciaio inossidabile, titanio o leghe di nichel. Con nostro grande stupore, abbiamo scoperto che le superfici avevano scanalature e creste larghe solo decine di nanometri”.
E inoltre: “Ci siamo resi conto che questa superficie nanostrutturata potrebbe rappresentare un’opportunità unica per la fabbricazione di elettrocatalizzatori”. I ricercatori hanno utilizzato lo sputtering del magnetron per creare una “pioggia” di atomi di platino sulla superficie dei trucioli. Questi atomi di platino si uniscono poi in nanoparticelle che si adattano perfettamente alle scanalature su scala nanometrica.
Che cos’è l’idrogeno?
L’idrogeno è l’elemento chimico più leggero ed abbondante nell’Universo. È presente principalmente sotto forma di gas molecolare di idrogeno (H2). Negli ultimi decenni, esso ha guadagnato sempre più attenzione come possibile soluzione per le sfide ambientali e energetiche, specialmente nel contesto della transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio.
Ora esploreremo alcuniaspetti dell’idrogeno, inclusi la produzione, le applicazioni, le tecnologie di stoccaggio e le sfide associate. L’idrogeno può essere prodotto attraverso diversi metodi, tra cui:
Riformaggio del metano: Questo è il metodo più comune per la produzione di tale elemento, in cui il metano (CH4) viene riscaldato a temperature elevate per produrre idrogeno e anidride carbonica (CO2) come sottoprodotti.
Elettrolisi dell’acqua: Questo processo sfrutta l’elettricità per separare le molecole d’acqua (H2O) in idrogeno e ossigeno. L’elettrolisi può essere alimentata da fonti energetiche rinnovabili, rendendo l’idrogeno risultante completamente pulito e sostenibile.
Gasificazione della biomassa: La biomassa può essere trasformata in un gas sintetico che contiene idrogeno attraverso il processo di gasificazione. Questo metodo offre un approccio più sostenibile alla produzione di idrogeno, utilizzando materiali biodegradabili come fonte di energia.
Piombo a idrogeno (H2SO4): Questo processo coinvolge la reazione chimica tra polvere di piombo e acido solforico concentrato per produrre idrogeno e solfato di piombo come sottoprodotti.
L’idrogeno offre numerose opportunità come vettore energetico pulito e versatile, ma sono necessari ulteriori progressi tecnologici, investimenti e politiche di supporto per sbloccarne pienamente il potenziale e contribuire alla transizione verso un futuro energetico sostenibile. I rifiuti metallici potrebbero essere una fonte di produzione.
