Produzione di idrogeno senza platino: una lezione dai fichi d’india
Uno degli elementi chiave per la produzione di idrogeno verde è rappresentato dalla realizzazione di elettrocatalizzatori efficienti, sostenibili ed economici. Ad oggi i dispostivi più efficienti per la scissione delle molecole d’acqua sono basati sul costosissimo platino come catalizzatore. Un metallo, il platino, caratterizzato anche da una forte volatilità dei prezzi. E da una fornitura globale concentrata per ben il 70% nel solo Sud Africa.
Rendere possibile la produzione di idrogeno verde senza platino è oggi possibile. E’ riuscito a dimostrarlo un team di ricerca dell’Università del Texas a El Paso.
Cactus Plant Inspires Cost-Effective Hydrogen Production
Il gruppo di ricerca ha sintetizzato un nuovo materiale catalizzatore basato sul più economico nichel, capace di scindere l’acqua in modo altrettanto efficiente al platino. Ad ispirare i ricercatori ancora una volta madre natura, dal momento che da solo il nichel, non può vantare grandi capacità per la reazione di evoluzione dell’idrogeno, essendo lento e molto meno efficace del platino.
Per migliorare le prestazioni i ricercatori statunitensi hanno incrementato la superficie catalitica attiva ispirandosi all’osservazione di alcune piante di fico d’india. Come spiega uno dei ricercatori, Navid Attarzadeh. “Ogni giorno passavo davanti a questa stessa pianta. E ho iniziato a collegarla al nostro problema del catalizzatore. Ciò che ha attirato la mia attenzione è stata la grandezza delle foglie e dei frutti rispetto ad altre piante del deserto. Il fico d’india ha una superficie straordinaria”.
Al pari di altri cactus, i fichi d’india sono dotati di grandi spine che crescono dai tubercoli sui loro steli. Questi possiedono anche grappoli di spine sottili, minuscole e appuntite chiamate glochidi, la cui speciale microstruttura consente di raccogliere facilmente l’umidità dall’aria.
Prendendo Ispirazione da questa architettura naturale, il team di ricerca ha messo a punto un catalizzatore 3D a base di nichel “a forma di fico d’india”. Nello specifico i ricercatori hanno strutturato la superficie del catalizzatore su scala nanometrica in modo da renderla più ampia. Permettendole così di ospitare un numero maggiore di reazioni elettrochimiche e, conseguentemente, di produrre idrogeno senza platino ma in quantità altrettanto elevate.
“Abbiamo testato ripetutamente la capacità del catalizzatore di dividere l’acqua e abbiamo ottenuto buoni risultati”. Ha affermato il professor Ramana Chintalapalle che ha guidato lo studio.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista ACS Applied Materials & Interfaces
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