Nuovo sistema produce idrogeno on demand e senza emissioni

Roma – Produrre idrogeno (H2) “a richiesta”, in loco, e senza alcuna emissione: è quanto hanno ottenuto i ricercatori della Rice University grazie a un rivoluzionario catalizzatore. Gli studiosi hanno dettagliato i loro risultati su Nature Catalysis. Il nuovo fotocatalizzatore rame-rodio sfoggia un design antenna-reattore che, quando esposto a una specifica lunghezza d’onda della luce, scompone metano e vapore acqueo senza riscaldamento esterno in idrogeno e monossido di carbonio, una preziosa materia prima dell’industria chimica che non è un gas serra. “Questa è una delle nostre scoperte più impattanti finora, perché offre un’alternativa migliorata a quella che è probabilmente la reazione chimica più importante per la società moderna”, ha affermato Peter Nordlander della Rice “Abbiamo sviluppato un modo completamente nuovo e molto più sostenibile di fare il reforming del metano tramite vapore (SMR)”. Il nuovo percorso di reazione SMR sfrutta la scoperta del 2011 dei laboratori Halas e Nordlander alla Rice secondo cui i plasmoni, oscillazioni collettive di elettroni che si verificano quando le nanoparticelle metalliche sono esposte alla luce, possono emettere “portatori caldi” o elettroni e lacune ad alta energia che possono essere utilizzati per guidare le reazioni chimiche. “Facciamo fotochimica plasmonica, il plasmone è davvero la chiave, perché i plasmoni sono assorbitori di luce davvero efficienti e possono generare portatori molto energetici che possono fare la chimica di cui abbiamo bisogno in modo molto più efficiente della termocatalisi convenzionale”, ha affermato Yigao Yuan , uno studente di dottorato alla Rice che è uno dei primi autori dello studio. Il nuovo sistema di catalizzazione utilizza nanoparticelle di rame come antenne di raccolta di energia. Tuttavia, poiché la superficie plasmonica delle nanoparticelle di rame non si lega bene al metano, sono stati sparsi atomi e cluster di rodio come siti del reattore. Le macchie di rodio legano le molecole di acqua e metano alla superficie plasmonica, sfruttando l’energia dei portatori caldi per alimentare la reazione SMR. Per la maggior parte, l’idrogeno è attualmente prodotto in grandi strutture centralizzate, che richiedono il trasporto del gas al punto di utilizzo. Al contrario, l’SMR a luce consente la generazione di idrogeno su richiesta, un vantaggio fondamentale per l’uso in applicazioni legate alla mobilità come stazioni di rifornimento di idrogeno o persino veicoli. (30Science.com)