Una scoperta accidentale può ottimizzare la produzione di idrogeno dall’acqua

Una scoperta scientifica fortuita dei ricercatori dell’Università Nazionale di Singapore potrebbe rivoluzionare il modo in cui l’acqua viene scomposta per rilasciare idrogeno.

Il team ha scoperto che la luce può innescare un nuovo meccanismo in un materiale catalitico ampiamente utilizzato nell’elettrolisi dell’acqua, dove l’acqua viene scomposta in idrogeno e ossigeno. Il risultato è un metodo più efficiente dal punto di vista energetico per ottenere idrogeno.

Il team ha illustrato la sua scoperta in un documento di ricerca pubblicato sulla rivista scientifica Nature.

Il team, guidato dal professore associato Xue Jun Min, dal dottor Wang Xiaopeng e dal dottor Vincent Lee Wee Siang del Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria del NUS College of Design and Engineering (NUS CDE), ha scoperto che la luce può innescare un meccanismo ancora ignoyo in un materiale catalitico ampiamente utilizzato nell’elettrolisi dell’acqua.

Questa scoperta è stata ottenuta in collaborazione con il dott. Xi Shibo dell’Istituto di sostenibilità per le sostanze chimiche, l’energia e l’ambiente dell’Agenzia per la scienza, la tecnologia e la ricerca (A*STAR), il dott. Yu Zhigen dell’Istituto di calcolo ad alte prestazioni dell’A*STAR e il dott. Wang Hao del Dipartimento di ingegneria meccanica del NUS CDE. Il prof. Xue ha dichiarato: “Abbiamo scoperto che il centro redox per la reazione elettrocatalitica viene commutato tra metallo e ossigeno, innescato dalla luce. Questo migliora notevolmente l’efficienza dell’elettrolisi dell’acqua”.

La nuova scoperta può potenzialmente aprire nuovi e più efficaci metodi industriali per la produzione di idrogeno e mettere questa fonte di carburante ecologica alla portata di un maggior numero di persone e industrie.

La scoperta è stata puramente accidentale: tre anni fa le plafoniere del laboratorio dl professor Xue, normalmente accese 24 ore al giorni, si spensero per un’interruzione di corrente. Il giorno successivo  hanno scoperto che le prestazioni di un materiale a base di ossidrossido di nichel nell’esperimento di elettrolisi dell’acqua, che era proseguito al buio, erano diminuite drasticamente. Nessuno aveva mai notato questo calo perché, banalmente, nessuno aveva mai effettuato questo esperimento al buio. Il professor Xue a questo punto ha proseguito la sperimentazione dando all’osservazione una base scientifica, ripetendo più volte l’esperimento, anche fuori da Singapore,e  cercando di comprendere come l luce influisse sul processo catalitico. Dopo tre anni questa ricerca ha dato vita a un documento scientifico.

Grazie alle loro scoperte, il team sta ora lavorando per progettare un nuovo modo di migliorare i processi industriali per generare idrogeno. Il Prof. Xue suggerisce di rendere trasparenti le celle contenenti acqua, in modo da introdurre la luce nel processo di scissione dell’acqua.

“Questo dovrebbe richiedere meno energia nel processo di elettrolisi e dovrebbe essere molto più facile utilizzare la luce naturale. Si può produrre più idrogeno in un tempo più breve, consumando meno energia”, ha dichiarato il Prof. Assoc Xue.

Le aziende alimentari utilizzano l’idrogeno gassoso per trasformare gli oli e i grassi insaturi in grassi saturi, che ci danno margarina e burro. L’idrogeno viene utilizzato anche per saldare i metalli, in quanto può generare una temperatura elevata di 4.000° C. L’industria petrolifera utilizza il gas per rimuovere il contenuto di zolfo dal petrolio.

L’idrogeno può essere potenzialmente utilizzato come carburante. Considerato da tempo un combustibile sostenibile, l’idrogeno non produce emissioni poiché brucia reagendo con l’ossigeno – non è necessaria l’accensione, il che lo rende una fonte di combustibile più pulita ed ecologica. Una volta risolti i problemi di stoccaggio, l’idrogeno potrebbe essere più affidabile delle batterie a energia solare.