Roma – ANEMEL, un progetto europeo finanziato dall’European Innovation Council, ha presentato due studi scientifici rivoluzionari sulla scissione dell’acqua, dimostrando elettrolizzatori a membrana a scambio anionico altamente stabili senza utilizzare costosi e rari catalizzatori del gruppo platino. Questi elettrolizzatori superano le soluzioni all’avanguardia sia in termini di prestazioni che di stabilità a lungo termine, il che potrebbe creare applicazioni industriali praticabili prima del previsto.
La produzione di idrogeno verde è promettente nel panorama della transizione energetica, soprattutto per il suo potenziale come combustibile pulito che brucia senza generare emissioni di gas serra. Una via comune verso l’idrogeno verde è la scissione dell’acqua, ovvero la separazione dell’acqua nei suoi componenti, idrogeno e ossigeno, utilizzando fonti di energia rinnovabili e dispositivi chiamati elettrolizzatori.
In questo campo, gli elettrolizzatori ad acqua a membrana a scambio anionico (AEMWE) hanno ottenuto notevole attenzione da parte dei ricercatori e dell’industria, grazie alla loro capacità di produrre idrogeno in condizioni più rispettose dell’ambiente. Ora, i ricercatori ANEMEL hanno battuto i record nella tecnologia AEMWE, ottenendo una grande stabilità senza impiegare metalli costosi e rari, come il platino.
Il primo studio, pubblicato di recente in Angewandte Chemie , ha dimostrato che gli AEMWE funzionano a una densità di corrente ultra elevata di 10 A/cm² per oltre 800 ore, senza una diminuzione delle prestazioni. In confronto, gli elettrolizzatori di riferimento all’avanguardia mantengono tali densità di corrente solo per pochi secondi. Ciò rappresenta un impressionante aumento di 500.000 volte delle prestazioni.
“I risultati sono davvero buoni, operare a 10 A/cm² per quel lasso di tempo è davvero sorprendente, onestamente non l’avevo mai visto prima”, afferma la ricercatrice e coautrice dell’ANEMEL Ariana Serban , che lavora nel gruppo di Xile Hu presso l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), partner dell’ANEMEL, in Svizzera.
Il secondo studio, pubblicato dallo stesso gruppo sulla rivista Energy & Environmental Science , si è concentrato sullo sviluppo di un catalizzatore catodico privo di platino per la reazione di evoluzione dell’idrogeno (HER). I ricercatori ANEMEL hanno osservato prestazioni da record, che hanno consentito agli elettrolizzatori di funzionare stabilmente a densità di corrente fino a 3 A/cm². Tali risultati sono leggermente superiori ai benchmark all’avanguardia con catalizzatori al platino più costosi e rari. Secondo Serban, “questo risultato si colloca tra i primi 100, o addirittura tra i primi 50, in termini di prestazioni per catalizzatori non al platino”.
L’aumento della densità di corrente potrebbe raggiungere un tasso di produzione di idrogeno più elevato, riducendo così l’ingombro complessivo dell’elettrolizzatore, il volume e l’utilizzo di materiali. Ciò potrebbe migliorare l’efficienza e abbassare il costo di produzione dell’idrogeno. Inoltre, l’aumento dello stress durante le operazioni ad alta corrente potrebbe fungere da rapido strumento di valutazione della robustezza del dispositivo, eliminando la necessità di test lunghi che durano migliaia di ore. Inoltre, l’evitamento dei metalli del gruppo del platino e l’opzione invece per materiali abbondanti, come nichel e ferro, riduce il costo dei componenti e migliora la riciclabilità, riducendo gli sprechi e fornendo un vantaggio competitivo.(30Science.com)
