Elettrodo rivoluzionario: idrogeno pulito dall’acqua di mare senza desalinizzazione

Un team di ricercatori dell’Università di Sharjah ha sviluppato una tecnologia innovativa che consente di produrre idrogeno pulito direttamente dall’acqua di mare, senza bisogno di purificarla e desalinizzarla, rendendo il processo scalabile a livello industriale.

In uno studio pubblicato sulla rivista Small, i ricercatori hanno descritto un metodo che estrae idrogeno dall’acqua di mare senza rimuovere i sali minerali presenti o aggiungere sostanze chimiche. Questo elimina la necessità di impianti di desalinizzazione, che sono costosi da costruire e gestire, con costi spesso nell’ordine di centinaia di milioni di euro.

Un elettrodo resistente alla corrosione dell’acqua di mare

Il cuore della scoperta è un nuovo elettrodo a più strati progettato per resistere alle condizioni corrosive dell’acqua di mare. “Abbiamo creato un elettrodo innovativo che estrae idrogeno in modo efficiente e sostenibile direttamente dall’acqua di mare. I metodi tradizionali soffrono di problemi come la corrosione e il calo di prestazioni causati dagli ioni cloruro presenti nell’acqua marina,” ha spiegato il dottor Tanveer Ul Haq, professore assistente di chimica all’Università di Sharjah e autore principale dello studio.

Questo elettrodo, secondo il dottor Ul Haq, “supera questi problemi creando un microambiente protettivo e reattivo che migliora le prestazioni e previene i danni.” In parole semplici, l’elettrodo funziona come un filtro intelligente: lascia passare l’acqua, blocca la corrosione e accelera la produzione di idrogeno.

Struttura del nuovo elettrodo resistente alla corrosione

Un’alternativa sostenibile per l’energia pulita

L’idrogeno è considerato una delle soluzioni più promettenti per l’energia pulita, ma la sua produzione richiede solitamente acqua pura, una risorsa scarsa in molte regioni del mondo. Questo nuovo metodo, che utilizza acqua di mare non trattata, rappresenta una svolta, soprattutto per le aree aride con accesso limitato all’acqua dolce ma abbondanza di acqua marina e luce solare, come gli Emirati Arabi Uniti.

“In breve, abbiamo dimostrato che l’elettrolisi diretta dell’acqua di mare è non solo possibile, ma anche scalabile, con un’efficienza di livello industriale e una protezione a lungo termine dell’elettrodo,” ha aggiunto il dottor Ul Haq.

Prestazioni efficienti in condizioni reali

Il dispositivo, descritto come un “elettrodo multistrato progettato per l’elettrolisi sostenibile dell’acqua di mare,” è stato testato in condizioni reali. È in grado di generare una densità di corrente geometrica di 1 ampere per centimetro quadrato a un sovrapotenziale (energia extra necessaria per avviare la reazione) di 420 millivolt, senza produrre ipoclorito (una sostanza potenzialmente dannosa) e mantenendo una stabilità operativa per 300 ore a temperatura ambiente.

Progettato per regioni aride e soleggiate

“Il nostro sistema produce idrogeno a tassi rilevanti per l’industria con un basso consumo energetico. Questo potrebbe rivoluzionare la produzione di idrogeno nelle regioni costiere, specialmente in paesi aridi come gli Emirati Arabi Uniti, dove l’acqua dolce scarseggia ma sole e mare sono abbondanti,” ha dichiarato il dottor Ul Haq.

L’elettrodo è progettato con una struttura a più strati che non solo resiste alle dure condizioni dell’acqua di mare, ma ne trae vantaggio. Forma una pellicola protettiva di metaborato, che impedisce la dissoluzione del metallo e la formazione di ossidi non conduttivi, eliminando la necessità di purificare l’acqua, un processo costoso e complesso.

Longevità e protezione

Una delle caratteristiche più impressionanti è la durata del sistema: “Funziona per oltre 300 ore senza perdite di prestazioni, resistendo alla corrosione che di solito distrugge sistemi simili,” ha spiegato il dottor Ul Haq. Uno strato di carbonato funge da “scudo elettrostatico,” proteggendo l’elettrodo dalla dissoluzione.

Nei test, l’elettrodo ha raggiunto una frequenza di turnover di 139,4 s⁻¹ a 1,6 volt, uno dei valori più alti mai registrati per sistemi simili. Questo indica un’elevata velocità di reazione, fondamentale per la produzione efficiente di idrogeno.

Un futuro scalabile lungo le coste

Questa tecnologia potrebbe alimentare impianti di produzione di idrogeno su larga scala utilizzando acqua di mare invece di acqua dolce. “Immaginate fabbriche di idrogeno alimentate a energia solare lungo le coste degli Emirati, che usano acqua di mare e luce solare per produrre carburante pulito, senza emissioni e con un impatto minimo sulle risorse,” ha detto il dottor Ul Haq.

Il sistema è già stato notato da startup nel settore dell’energia pulita e centri di innovazione regionali. I ricercatori stanno ora passando dalla sperimentazione in laboratorio a test su scala pilota in condizioni reali all’aperto. “Il nostro prossimo obiettivo è sviluppare un generatore di idrogeno modulare alimentato a energia solare, ideale per le regioni costiere aride,” ha concluso il dottor Ul Haq.