Idrogeno “pulito” e sostenibile grazie a luce solare e punti quantici


Un gruppo di scienziati dell'università di Cambridge ha sviluppato un nuovo metodo per produrre idrogeno senza alcuna emissione di carbonio. Grazie a questa nuova tecnica le probabilità per l’idrogeno di diventare il carburante sostenibile del futuro potrebbero aumentare sensibilmente.

Quali sono gli elementi chiave per produrre idrogeno pulito?

La tecnica “produce” idrogeno utilizzando biomassa grezza, luce solare e speciali nanoparticelle chiamate punti quantici (che fungono da catalizzatore), si elimina in questo modo la necessità di dover impiegare elevati livelli di calore (e quindi energia) che sono generalmente necessari per ottenere il combustibile partendo dalla biomassa.

L’utilizzo di una quantità di calore più bassa durante il processo per ottenere l’idrogeno vuol dire impiegare meno energia, un minore impatto sulle risorse del pianeta e soprattutto l’inutilità nell’impiegare agenti chimici inquinanti, sostiene il gruppo di ricercatori dell'Università di Cambridge che sta studiando un modo efficiente e sostenibile di “produrre” idrogeno.

«La nostra tecnologia alimentata dalla luce solare consente la produzione di idrogeno “pulito” partendo dalla biomassa non trasformata in condizioni ambientali» scrive uno dei ricercatori, Erwin Reisner.

Un pezzo di carta immerso in una soluzione alcalina ed esposto alla luce solareImmagine 1 - Un pezzo di carta immerso in una soluzione alcalina ed esposto alla luce solare

«La nuova tecnologia è una valida alternativa alla gassificazione ad alta temperatura e alle altre fonti rinnovabili utilizzate per la produzione di idrogeno» prosegue Reisner.

L'idrogeno è un combustibile dal potenziale applicativo enorme

Il potenziale dell’idrogeno come combustibile pulito e rinnovabile è enorme (ad es. quando l’idrogeno viene adoperato nelle automobili l’unico prodotto di scarto che si ottiene è il vapore acqueo) ma gli scienziati stanno ancora cercando di capire come produrlo attraverso l'impiego del minor numero di risorse possibile.

 

La biomassa grezza potrebbe rappresentare la svolta nel processo di "produzione" di idrogeno pulito

La chiave potrebbe essere rappresentata dalla biomassa (materia organica) come ad esempio la biomassa lignocellulosica, che contiene le minuscole fibre che proteggono gli alberi e le piante dalle lacerazioni.

 

La lignocellulosa è già stata identificata come una buona fonte di biocarburanti, ma in questo caso i ricercatori sono stati in grado di migliorare il processo di conversione utilizzando punti quantici - più specificamente - punti quantici di solfuro di cadmio sospesi in acqua alcalina.

Il ruolo dei punti quantici

I punti quantici sono particelle molto piccole che reagiscono alla luce solare per dare il via ad una serie complessa di reazioni chimiche riorganizzando gli atomi in una soluzione formata da acqua e biomassa in modo da formare combustibile idrogeno e altri prodotti chimici organici, tra cui acido formico e carbonato.

L’idrogeno sotto forma gassosa si separa dalla soluzione e può essere stoccato per qualsiasi scopo, ad esempio anche per alimentare le auto del futuro.

Negli esperimenti sono stati utilizzati diversi tipi di biomassa

Ancora meglio, il team di ricercatori inglesi ha ottenuto risultati positivi utilizzando diversi tipi di biomassa, tra cui legno, carta e foglie. Il processo può essere inoltre utilizzato sia nei progetti di piccole dimensioni sia in quelli di grandi dimensioni ed è ecocompatibile e versatile.

 

Mentre la biomassa per secoli è stata utilizzata come combustibile, le moderne tecniche messe in campo potrebbero finalmente renderla adatta per la tecnologia del XXI secolo, sostengono i ricercatori.

 

«C'è molta energia chimica immagazzinata nella biomassa grezza, ma tale energia non è raffinata, non si può pretendere pertanto che possa funzionare in una macchina complessa come quella di un motore di un’automobile» scrive David Wakerley uno degli scienziati che sta conducendo la ricerca presso il dipartimento di chimica dell’Università di Cambridge, UK.

 

«Il nostro sistema è in grado di convertire le strutture lunghe e disordinate che compongono la biomassa in idrogeno gassoso, cosa che è molto più utile. A questo punto, possiamo semplicemente aggiungere materia organica al nostro sistema e, con l’aiuto di una giornata di sole, produrre idrogeno combustibile».

Conclusioni

In questo studio i ricercatori hanno mostrato un possibile metodo per estrarre idrogeno a basse temperature senza l'utilizzo di elevati livelli di energia e agenti chimici inquinanti, tuttavia sarà ancora necessario diverso tempo per capire la fattibilità a livello industriale di tale tecnica. 

I risultati sono stati pubblicati recentemente sulla rivista Nature Energy.



Newsletter

Resta informato con le nostre notizie periodicamente

Cliccando sul pulsante iscriviti acconsenti al trattamento dei tuoi dati. La tua email non verrà MAI ceduta a nessuno!