Idrogeno dalle microonde: scienziati cinesi svelano un metodo innovativo per produrlo

Un team di scienziati dell’Università di Scienza e Tecnologia di Pohang (POSTECH) ha sviluppato una tecnologia innovativa per la produzione di idrogeno pulito, utilizzando le microonde, che impiega anche tempi brevissimi.

Questa tecnologia affronta le principali limitazioni dei metodi tradizionali e rappresenta un passo avanti significativo nella ricerca di energia sostenibile.

La scoperta, pubblicata sul Journal of Materials Chemistry, ha il potenziale di rivoluzionare la fattibilità commerciale della produzione di idrogeno.

Il problema dei metodi convenzionali

Le attuali tecnologie di produzione dell’idrogeno, in particolare i metodi termochimici basati sull’ossidoriduzione degli ossidi metallici, presentano ostacoli significativi. Richiedono temperature estremamente elevate, fino a 1.500°C, rendendoli costosi, ad alta intensità energetica e difficili da scalare per un’applicazione pratica.

Quindi si tratta di un procedimeento estremanente energivoro, poco effifiente, ed è uno dei motivi per cui l’idrogeno fa fatica ad affermarsi come strumento per trasmettere energia.

Le microonde: una soluzione efficiente

Per superare queste sfide, gli scienziati hanno adottato l’energia delle microonde, la stessa utilizzata nei forni domestici. Sebbene siano note per riscaldare gli alimenti, le microonde possono anche guidare le reazioni chimiche in modo efficiente.

In questo caso il processo è stato utilizzato per facilitare le reazioni di scissione dell’acqua.

Riduzione della temperatura e del consumo energetico

Il team di ricerca ha dimostrato che l’energia delle microonde può ridurre la temperatura necessaria per la produzione di idrogeno di oltre il 60%, abbassandola a meno di 600°C.

In particolare, è stato scoperto che l’energia a microonde può sostituire il 75% dell’energia termica necessaria per la reazione, rappresentando un passo avanti per la produzione sostenibile di idrogeno. Questo rende il processo di produzione dell’idrogeno molto più conveniente, dal pundo fi vista energetico.

Come si legge in un comunicato stampa, questo è un passo avanti per la produzione sostenibile di idrogeno.

Schema di funzionamento della sintesi di idrogeno con microonde

La chiave: le “vacancies di ossigeno”

Un altro progresso fondamentale di questa ricerca riguarda la creazione di “vacancies di ossigeno”, cioè “Buchi di ossigeno”difetti nella struttura del materiale essenziali per la scissione dell’acqua in idrogeno. Mentre i metodi tradizionali richiedono ore di lavoro a temperature elevate per formare questi spazi vuoti, gli scienziati, sfruttando la tecnologia a microonde, hanno ottenuto gli stessi risultati in pochi minuti e a temperature inferiori.

Il ruolo del parametro fr e l’importanza della ricerca

Lo studio sottolinea l’importanza del parametro “fr”, che misura la frazione di energia a microonde che contribuisce direttamente alla reazione. I risultati dimostrano che l’energia a microonde contribuisce in modo significativo alla formazione di difetti in tempi più brevi rispetto ai metodi termici tradizionali.

Parlano i ricercatori

“Questa ricerca ha il potenziale per rivoluzionare la fattibilità commerciale delle tecnologie di produzione termochimica dell’idrogeno”, ha dichiarato il professor Hyungyu Jin del POSTECH. “Aprirà inoltre la strada allo sviluppo di nuovi materiali ottimizzati per i processi chimici guidati dalle microonde”

“L’introduzione di un nuovo meccanismo alimentato dalle microonde e il superamento dei limiti dei processi esistenti sono risultati importanti, resi possibili dalla stretta collaborazione interdisciplinare del nostro team di ricerca”, hanno aggiunto i ricercatori, ribadendo come la produzione di idrogeno assistita da microonde sia una tecnologia promettente.

In conclusione, la ricerca del team POSTECH rappresenta un importante passo avanti verso una produzione di idrogeno pulito, efficiente ed economicamente vantaggiosa. La capacità di sfruttare l’energia delle microonde per ridurre le temperature di reazione, accelerare i processi e ridurre il consumo energetico apre nuove ed entusiasmanti possibilità per il futuro dell’energia sostenibile.