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Scoperto un modo per produrre idrogeno a buon mercato

Articolo del 20 marzo 2019

L’idrogeno è il carburante più ecologico che esista. L’unico residuo della sua combustione è H2O, ossia acqua purissima

Attualmente la maggior parte dell’idrogeno è prodotto industrialmente tramite un processo chimico a partire da combustibili fossili. Esso può anche essere prodotto in modo biologico in cosiddetti bioreattori a partire da alghe.

Il modo tuttavia più interessante per produrre idrogeno, per giunta a zero emissioni, è l’elettrolisi, un processo scoperto nel 1800 dal chimico tedesco Johann Wilhelm Ritter. Ritter scoprì che, immergendo due elettrodi in un contenitore pieno di acqua con un’aggiunta di sali, acidi o basi, succedeva qualcosa di strano: a contatto dell’acqua, attorno, agli elettrodi, iniziavano a formarsi delle bollicine. In pratica l’acqua (H2O) veniva separata nei due gas che la compongono, ossia in idrogeno (H2) e in ossigeno (O2).

Con questo processo si potrebbe dunque produrre idrogeno tramite l’energia elettrica prodotta di giorno dai pannelli fotovoltaici o eolica prodotta nelle giornate particolarmente ventose e utilizzare poi questo combustibile per produrre elettricità in una centrale termica quando sole e vento scarseggiano. Un modo elegante dunque per risolvere il problema dello stoccaggio di energia degli impianti di produzione di elettricità eolica e fotovoltaica.

Il problema era che finora la produzione di idrogeno tramite elettrolisi era lenta e poco performante. La scoperta fatta da Jingyi Chen e Lauren Greenlee, due riceratori dell’Università dell’Arkansas e da alcuni colleghi del Brookhaven National Lab e del Argonne National Lab potrebbe ora rivoluzionare questo processo. Essi hanno infatti scoperto che aggiungendo all’acqua nanoparticelle di nichel e di ferro l’elettrolisi diventa molto più efficiente. La ricerca di questi ricercatori è stata pubblicana nella rivista scientifica Nanoscale. 

Che l’aggiunta di catalizzatori potesse accelerare e rendere più efficiente l’elettrolisi lo si sapeva da tempo, ma finora i test erano stati fatti con sostanze più rare e care e con quantità molto alte di energia elettrica. Nessuno aveva immaginato che la semplice aggiunta di nanoparticelle di metalli molto comuni e a buon mercato come il ferro e il nichel potesse funzionare in modo eccellente. Altre ricerche sono in corso alla Stanford University, dove si è riusciti a generare elettricità per elettrolisi direttamente dall’acqua di mare, mentre un gruppo di ricercatori belgi è riuscito a produrre idrogeno a partire dall’umidità contenuta nell’aria.

Secondo uno studio pubblicato qualche mese fa, l’idrogeno potrebbe rimpiazzare il gas fossile utilizzato come combustibile nelle centrali elettriche a gas entro il 2035, ma queste recentissime scoperte potrebbero notevolmente accelerare le cose e permettere di ridurre considerevolmente le emissioni di CO2 in tempi molto più rapidi del previsto.