Un sistema a prova di incendio produce idrogeno green

Roma – Un nuovo sistema di produzione di idrogeno e privo di rischi di incendio. E’ quanto sviluppato dal KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) i cui ricercatori hanno dettagliato i propri risultati in Advanced Science. L’idrogeno (H₂) è una materia prima fondamentale per la sintesi di sostanze ad alto valore aggiunto e sta guadagnando attenzione come combustibile pulito con una densità energetica (142 MJ/kg) più di tre volte superiore ai combustibili fossili tradizionali (benzina, gasolio, ecc.). Tuttavia, la maggior parte degli attuali metodi di produzione dell’idrogeno impongono un impatto ambientale in quanto emettono anidride carbonica (CO₂). Sebbene l’idrogeno green possa essere prodotto scindendo l’acqua utilizzando fonti di energia rinnovabili come celle solari ed energia eolica, queste fonti sono soggette a una produzione di energia irregolare a causa delle fluttuazioni meteorologiche e di temperatura, il che comporta una bassa efficienza di scissione dell’acqua. Per superare questo problema, le batterie ad aria che possono emettere una tensione sufficiente (superiore a 1,23 V) per la scissione dell’acqua stanno guadagnando attenzione. Tuttavia, per ottenere una capacità sufficiente sono necessari costosi catalizzatori in metalli preziosi e le prestazioni dei materiali del catalizzatore si degradano notevolmente durante i cicli prolungati di carica e scarica. Pertanto, è essenziale sviluppare catalizzatori efficaci per le reazioni di scissione dell’acqua (evoluzione di ossigeno e idrogeno) e materiali in grado di stabilizzare le ripetute reazioni di carica e scarica (riduzione ed evoluzione dell’ossigeno) negli elettrodi delle batterie zinco-aria. In risposta, il team di ricerca del KAIST ha proposto un metodo per sintetizzare un materiale catalizzatore in metallo non prezioso (G-SHELL) efficace per tre diverse reazioni catalitiche (sviluppo dell’ossigeno, sviluppo dell’idrogeno e riduzione dell’ossigeno) mediante la crescita di strutture metallo-organiche di dimensioni nanometriche su ossido di grafene. Il team ha incorporato il materiale catalizzatore sviluppato nel catodo ad aria di una batteria zinco-aria, confermando che ha raggiunto una densità energetica circa cinque volte superiore (797 Wh/kg), caratteristiche di elevata potenza (275,8 mW/cm²) e stabilità a lungo termine anche in condizioni ripetute di carica e scarica rispetto alle batterie convenzionali. Inoltre, la batteria zinco-aria, che funziona utilizzando un elettrolita acquoso, è al sicuro dai rischi di incendio. Si prevede che questo sistema possa essere applicato come dispositivo di accumulo di energia di nuova generazione se collegato a sistemi di elettrolisi dell’acqua, offrendo un metodo ecologico per la produzione di idrogeno. (30Science.com)