Gli scienziati hanno scoperto un nuovo materiale che potrebbe contenere la chiave per sbloccare il potenziale dei veicoli alimentati a idrogeno.

Mentre il mondo guarda verso un graduale allontanamento dalle auto e dai camion alimentati a combustibili fossili, si stanno esplorando tecnologie alternative più verdi, come i veicoli elettrici alimentati a batteria.

Un'altra tecnologia "verde" con un grande potenziale è l'energia a idrogeno. Però, un grosso ostacolo è stata la dimensione, complessità, e le spese dei sistemi di alimentazione, fino ad ora.

Un team internazionale di ricercatori, guidato dal professor David Antonelli della Lancaster University, ha scoperto un nuovo materiale a base di idruro di manganese che offre una soluzione. Il nuovo materiale verrebbe utilizzato per creare setacci molecolari all'interno dei serbatoi di carburante, che immagazzinano l'idrogeno e lavorano insieme alle celle a combustibile in un "sistema" alimentato a idrogeno.

Il materiale, chiamato KMH-1 (Kubas Manganese Hydride-1), consentirebbe la progettazione di serbatoi molto più piccoli, più economico, più convenienti e ad alta densità energetica rispetto alle tecnologie esistenti per i combustibili a idrogeno, e supera notevolmente le prestazioni dei veicoli alimentati a batteria.

Professor Antonelli, Cattedra di Chimica Fisica presso la Lancaster University e che ha svolto ricerche in questo settore per più di 15 anni, ha dichiarato:"Il costo di produzione del nostro materiale è così basso, e la densità di energia che può immagazzinare è molto più alta di una batteria agli ioni di litio, che potremmo vedere sistemi di celle a combustibile a idrogeno che costano cinque volte meno delle batterie agli ioni di litio, oltre a fornire un'autonomia molto più lunga, potenzialmente consentendo viaggi fino a circa quattro o cinque volte più lunghi tra i rifornimenti".

Il materiale sfrutta un processo chimico chiamato legame Kubas. Questo processo consente lo stoccaggio dell'idrogeno allontanando gli atomi di idrogeno all'interno di una molecola di H2 e funziona a temperatura ambiente. Questo elimina la necessità di dividere, e legare, i legami tra gli atomi, processi che richiedono energie elevate e temperature estreme e richiedono attrezzature complesse da consegnare.

Il materiale KMH-1 assorbe e immagazzina anche l'energia in eccesso, quindi non sono necessari calore e raffreddamento esterni. Questo è fondamentale perché significa che le apparecchiature di raffreddamento e riscaldamento non devono essere utilizzate nei veicoli, con conseguente sistemi con il potenziale per essere molto più efficienti rispetto ai progetti esistenti.

Il setaccio funziona assorbendo idrogeno sotto circa 120 atmosfere di pressione, che è meno di una tipica bombola da sub. Quindi rilascia idrogeno dal serbatoio nella cella a combustibile quando viene rilasciata la pressione.

Gli esperimenti dei ricercatori mostrano che il materiale potrebbe consentire lo stoccaggio di una quantità quattro volte maggiore di idrogeno nello stesso volume delle tecnologie esistenti di combustibile a idrogeno. Questo è ottimo per i produttori di veicoli in quanto offre loro la flessibilità di progettare veicoli con una gamma maggiore fino a quattro volte, o consentendo loro di ridurre le dimensioni dei serbatoi fino a un fattore quattro.

Sebbene i veicoli, compresi automobili e mezzi pesanti, sono l'applicazione più ovvia, i ricercatori ritengono che ci siano molte altre applicazioni per KMH-1.

"Questo materiale può essere utilizzato anche in dispositivi portatili come droni o all'interno di caricabatterie mobili in modo che le persone possano fare viaggi di una settimana in campeggio senza dover ricaricare i propri dispositivi, "ha detto il professor Antonelli. "Il vero vantaggio che questo porta è in situazioni in cui si prevede di rimanere fuori dalla griglia per lunghi periodi di tempo, come i viaggi su camion a lungo raggio, droni, e robotica. Potrebbe anche essere usato per far funzionare una casa o un quartiere remoto con una cella a combustibile".

La tecnologia è stata concessa in licenza dall'Università del Galles del Sud a una società spin-out di proprietà del Professor Antonelli, chiamato Kubagen.

La ricerca, che è dettagliato nel documento "A Manganese Hydride Molecular Sieve for Practical Hydrogen" è in corso di pubblicazione sulla copertina e all'interno della versione stampata della rivista accademica Scienze energetiche e ambientali .