Elettrolisi, scindere le molecole d'acqua con l'elettricità, è il modo più pulito per ottenere idrogeno, un combustibile pulito e rinnovabile. Ora, ricercatori dell'ICIQ e dell'URV, guidato dal Prof. José Ramón Galán-Mascarós, hanno progettato un nuovo catalizzatore che riduce il costo della produzione di idrogeno elettrolitico. I catalizzatori riducono la quantità di elettricità necessaria per rompere i legami chimici, accelerare la reazione e ridurre al minimo gli sprechi energetici.

"Normalmente, l'idrogeno si ottiene utilizzando un processo economico chiamato steam reforming. Ma questo non è idrogeno pulito:questo processo utilizza gas naturale e produce anidride carbonica e altri contaminanti, " dice Galán-Mascarós. "La rottura della molecola d'acqua è più pulita, ma non è facile. Abbiamo bisogno di sviluppare a buon mercato, catalizzatori efficienti che ci permettono di ottenere idrogeno ad un prezzo competitivo, "dice. Ad oggi, i migliori catalizzatori sono a base di ossidi di iridio, ma l'iridio è un metallo prezioso molto costoso e scarso.

I chimici di ICIQ e URV hanno scoperto un composto fatto di cobalto e chiamato poliossometallato che può catalizzare la scissione dell'acqua meglio dell'iridio. "I poliossometallati sono ossidi molecolari nanometrici che combinano il meglio di due mondi:l'attività degli ossidi e la versatilità delle molecole, " spiega Marta Blasco-Ahicart, ricercatore postdottorato presso ICIQ e primo autore del Chimica della natura carta. "I nostri poliossometallati sono molto più economici dell'iridio e ci consentono di lavorare in ambienti acidi, il mezzo ottimale per generare ossigeno, normalmente un inconveniente per i catalizzatori, che di solito sono consumati dall'acido, " dice Blasco-Ahicart.

Joaquín Soriano, co-autore del documento e attualmente ricercatore post-dottorato presso il Trinity College di Dublino, dice, "I nostri catalizzatori funzionano particolarmente bene quando lavoriamo con basse tensioni. Questo può sembrare un inconveniente, ma in realtà è un vantaggio. Risparmia elettricità e presto ci permetterà di ottenere l'energia necessaria per la scissione dell'acqua da fonti rinnovabili come i pannelli solari".

I ricercatori presentano un'ulteriore scoperta. Quando i catalizzatori sono supportati in un materiale parzialmente idrofobo, l'efficienza del processo migliora. Questo genera un reattore "impermeabile" in cui l'elettrolisi avanza più velocemente, e migliora anche la durata dei catalizzatori. La nuova metodologia non solo migliora le prestazioni dei nuovi poliossometallati di cobalto-tungsteno, ma anche molti altri sistemi catalitici. Attualmente, i ricercatori stanno studiando nuovi modi per sfruttare questa scoperta, sviluppo di nuove impalcature idrofobiche per aumentare ulteriormente l'efficienza della scissione dell'acqua, un passo fondamentale verso l'evoluzione della fotosintesi artificiale.