Un nuovo metodo per estrarre l'idrogeno dall'acqua in modo più efficiente potrebbe aiutare a sostenere la cattura dell'energia rinnovabile sotto forma di carburante sostenibile, dicono gli scienziati.

In un nuovo documento, pubblicato oggi sulla rivista Comunicazioni sulla natura , ricercatori delle università del Regno Unito, Portogallo, La Germania e l'Ungheria descrivono come la corrente elettrica pulsante attraverso un catalizzatore a strati ha permesso loro di quasi raddoppiare la quantità di idrogeno prodotta per millivolt di elettricità utilizzata durante il processo.

Elettrolisi, un processo che è probabilmente familiare a chiunque abbia studiato chimica al liceo, utilizza la corrente elettrica per dividere i legami tra gli atomi di idrogeno e di ossigeno dell'acqua, liberando idrogeno e ossigeno. Se la corrente elettrica per il processo di elettrolisi è generata attraverso mezzi rinnovabili come l'energia eolica o solare, l'intero processo non rilascia carbonio aggiuntivo nell'atmosfera, alcun contributo al cambiamento climatico. L'idrogeno può quindi essere utilizzato come fonte di carburante a emissioni zero in alcune forme di trasporto come autobus e automobili o per il riscaldamento delle abitazioni.

La ricerca del team si è concentrata sulla ricerca di un modo più efficiente per produrre idrogeno attraverso la reazione di scissione dell'acqua elettrocatalitica. Hanno scoperto che gli elettrodi ricoperti da un catalizzatore di tellururo di molibdeno hanno mostrato un aumento della quantità di gas idrogeno prodotto durante l'elettrolisi quando è stato applicato uno schema specifico di impulsi ad alta corrente. Ottimizzando gli impulsi di corrente attraverso l'elettrolita acido, potrebbero ridurre la quantità di energia necessaria per produrre una data quantità di idrogeno di quasi il 50%.

Dott. Alexey Ganin, della School of Chemistry dell'Università di Glasgow, diretto il gruppo di ricerca. Il Dr. Ganin ha dichiarato:"Attualmente il Regno Unito soddisfa circa un terzo del suo fabbisogno di produzione di energia attraverso fonti rinnovabili, e in Scozia questa cifra è di circa l'80%.

"Gli esperti prevedono che presto raggiungeremo un punto in cui produrremo più elettricità rinnovabile di quanto richiesto dal nostro consumo. Tuttavia, allo stato attuale l'energia prodotta in eccesso deve essere utilizzata man mano che viene prodotta, altrimenti va sprecata. È fondamentale sviluppare una solida suite di metodi per immagazzinare l'energia per un uso successivo.

"Le batterie sono un modo per farlo, ma l'idrogeno è un'alternativa molto promettente. La nostra ricerca fornisce una nuova importante visione sulla produzione di idrogeno dall'elettrolisi in modo più efficace ed economico, e siamo ansiosi di perseguire questa promettente strada di indagine".

Poiché il livello di potenziamento catalitico è controllato da correnti elettriche, i recenti progressi nell'apprendimento automatico potrebbero essere utilizzati per mettere a punto la giusta sequenza di correnti applicate per ottenere la massima potenza. La fase successiva per il team è lo sviluppo di un protocollo di intelligenza artificiale per sostituire l'input umano nella ricerca delle strutture elettroniche più efficaci da utilizzare in processi catalitici simili.

La carta, intitolato "La rapida attivazione elettrochimica di MoTe2 per la reazione di evoluzione dell'idrogeno, " è pubblicato su Nature Communications.