Dal MIT: presto nuove celle elettrolitiche.

Come sorpresa nell'uovo di Pasqua, vi riporto un articolo che ho appena tradotto, scritto da Martin LaMonica e pubblicato il 28 marzo 2013 sul MIT Techonology Review che illustra nuovi e sorprendenti sviluppi verso la disponibilità di idrogeno a basso prezzo e dunque allo sviluppo di una economia basata sull'idrogeno come combustibile e/op vettore energetico. 

Ai più attenti non sfuggirà qualche interessante corrispondenza tra le pellicole catalizzatrici sviluppate dai ricercatori di Calgary e la metodologia che Francesco Celani (INFN) utilizza per preparare i suoi fili di costantana (e pure con altri claims del ricercatore di Frascati).

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Un modo più economico per ottenere idrogeno dall'acqua

I ricercatori dell'Università di Calgary mettono a punto un nuovo metodo per realizzare catalizzatori in grado di scindere l'acqua utilizzando metalli comuni.

Uno dei principali ostacoli che bloccano l'uso su larga scala di celle a combustibile è il costo dei catalizzatori utilizzati per produrre idrogeno dall'acqua. I ricercatori dell'Università di Calgary affermano di aver sviluppato un nuovo metodo per realizzare catalizzatori con metalli economici.

Due elettrodi rivestiti con pellicole di Fe₄₀Ni₆₀O producono idrogeno e ossigeno dall'acqua utilizzando meno energia elettrica che senza catalizzatore. Fonte: University of Calgary.

Due professori di chimica — Curtis Berlinguette e Simon-Trudel — hanno pubblicato oggi un articolo su Science che mostra come i loro elettrocatalizzatori funzionano bene quanto quelli costruiti con materiali più costosi. Hanno brevettato il loro metodo di produzione e hanno costituito una società denominata FireWater Fuel che ha in programma di avere un prodotto disponibile già dal prossimo anno. L'obiettivo è realizzare una cella elettrolitica — un dispositivo che scinde l'acqua per produrre idrogeno e ossigeno — che sia abbastanza abbordabile per imprese e consumatori. 

La loro invenzione consiste nel creare catalizzatori partendo da una combinazione di composti di metalli con ferro, cobalto e nichel. Il processo, che tratta con la luce composti o ossidi metallici, non richiede alte temperature.

"La scoperta contenuta nel nostro documento è la capacità di realizzare pellicole catalizzatrici con una distribuzione uniforme di metalli diversi," spiega Berlinguette. "Utilizziamo una tecnica che usa la luce per decomporre dei precursori (non nocivi) presenti in aria fin dentro le nostre pellicole catalitiche. Il processo è scalabile e trasferibile a quasi ogni metallo della tavola periodica."

I catalizzatori convenzionali sono realizzati con metalli rari o costosi, come il platino. Il metodo dei ricercatori di Calgary produce pellicole che a livello molecolare non presentano una struttura cristallina, ma sono amorfe. Questo tipo di  struttura, altamente disordinata, le rende realmente più reattive.

Daniel Nocera, professore di Harvard, mentre era al MIT scoprì un catalizzatore a basso costo  consistente in un ossido di cobalto amorfo in grado di decomporre l'acqua e ottenere idrogeno come carburante. Nel 2009 fu costituita la Sun Catalytix, una società finanziata da capitali pubblici e privati, che avrebbe dovuto commercializzare questa scoperta, ma che, avendo incontrato difficoltà nella sua produzione industriale si è convertita alla produzione di batterie a flusso. (Vedi, Sun Catalytix Seeks Second Act with Flow Battery.)

Berlinguette dice che lui e Trudel sono andati oltre quel precedente lavoro perché il processo può essere applicato a ogni metallo (o combinazioni di metalli) del sistema periodico. "I catalizzatori eterogenei amorfi sono ben noti", dice. "Il problema è che è difficile creare materiali amorfi con molti altri metalli, benché sia più facile ottenere materiali amorfi dall'ossido di cobalto che da molti metalli, e che questo sia, a sua volta, infinitamente più facile che ottenere film amorfi a partire da combinazioni multiple di metalli."

Una cella elettrolitica commercialmente valida è considerata un componente chiave per la tanto auspicata economia dell'idrogeno. Un buon catalizzatore può ridurre la quantità di energia necessaria per produrre idrogeno e ossigeno dall'acqua. L'idrogeno sarebbe poi conservato in serbatoi e immesso in cella a combustibile per produrre elettricità quando  necessario.

Per cominciare FireWater Fuel intende sviluppare: una cella elettrolitica per produrre idrogeno per lo stoccaggio di energia negli impianti eolici; un prototipo commerciale di una cella elettrolitica delle dimensioni di un frigo che convertirebbe pochi litri di acqua al giorno in energia elettrica per i consumatori finali entro il 2015.

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