Un metodo semplice per produrre nanoschiume di palladio a densità estremamente bassa potrebbe aiutare a far progredire le tecnologie di stoccaggio dell'idrogeno, riporta un nuovo studio dell'Università della California, Davis.

Una nanoschiuma è come sembra:una versione schiumosa di un materiale, pieno di pori molto piccoli. Introdotto per la prima volta circa 20 anni fa, le nanoschiume metalliche hanno il potenziale per diverse applicazioni. Le strutture porose sono resistenti e leggere, come le loro controparti naturali di osso e sughero. Il palladio e alcune altre nanoschiume metalliche possono anche immagazzinare e rilasciare rapidamente idrogeno, rendendoli un candidato ideale per le celle a combustibile a idrogeno.

Ma prima che le auto possano iniziare a rifornirsi con la nanoschiuma, l'utilizzo di schiume metalliche su scala industriale deve superare sfide tra cui condizioni di produzione impegnative, contaminazione e scarsa cristallinità, ha detto l'autore senior Kai Liu, professore di fisica all'UC Davis College of Letters and Science. È inoltre difficile ottenere schiume estremamente leggere senza comprometterne la stabilità, ha notato Liu.

Le tradizionali tecniche di produzione di schiume metalliche possono richiedere temperature elevate, ambienti chimici ad alta pressione e controllati. Il team guidato da UC Davis si affida invece a un approccio di chimica umida che è adatto per applicazioni industriali e adattabile anche ad altri tipi di schiume metalliche leggere, ha detto Liu.

"Questo apre una piattaforma completamente nuova per emozionanti esplorazioni di materiali, " Egli ha detto.

La nuova tecnica utilizza nanofili di palladio come elementi costitutivi. I nanofili vengono messi in acqua, poi mescolato in un impasto liquido con vibrazioni ultrasoniche. L'impasto liquido viene rapidamente immerso in azoto liquido per congelare i fili in posizione. Finalmente, la miscela di nanofili di ghiaccio viene posta nel vuoto fino a quando il ghiaccio non evapora, lasciando dietro di sé una schiuma di nanofili di palladio puro. La densità del materiale è pari a un millesimo della densità del palladio nella sua forma di metallo sfuso e può essere regolata per diverse applicazioni, la squadra ha trovato.

I ricercatori hanno anche studiato le proprietà di stoccaggio dell'idrogeno della nanoschiuma di palladio, trovare il materiale ha dimostrato un'eccellente capacità di carico e tasso di assorbimento. La nanoschiuma presenta un'eccellente stabilità termodinamica, come misurato da tecniche calorimetriche specializzate presso il laboratorio di termochimica UC Davis Peter A. Rock. Il laboratorio è guidato dalla coautrice dello studio Alexandra Navrotsky, che detiene la cattedra Edward Roessler in scienze matematiche e fisiche.

I risultati sono stati pubblicati online il 20 ottobre 2017, nel diario Chimica dei materiali .