Le auto alimentate a idrogeno potrebbero presto diventare più di una semplice novità dopo che un team di scienziati guidato dall'UNSW ha dimostrato un modo molto più economico e sostenibile per creare l'idrogeno necessario per alimentarle.

In una ricerca pubblicata in Comunicazioni sulla natura recentemente, scienziati dell'UNSW Sydney, La Griffith University e la Swinburne University of Technology hanno dimostrato che la cattura dell'idrogeno scindendolo dall'ossigeno nell'acqua può essere ottenuta utilizzando metalli a basso costo come ferro e nichel come catalizzatori, che accelerano questa reazione chimica richiedendo meno energia.

Ferro e nichel, che si trovano in abbondanza sulla Terra, sostituirebbe i metalli preziosi rutenio, platino e iridio che fino ad oggi sono considerati catalizzatori di riferimento nel processo di 'scissione dell'acqua'.

Il professor Chuan Zhao della UNSW School of Chemistry afferma che nella scissione dell'acqua, due elettrodi applicano una carica elettrica all'acqua che consente di separare l'idrogeno dall'ossigeno e utilizzarlo come energia in una cella a combustibile.

"Quello che facciamo è rivestire gli elettrodi con il nostro catalizzatore per ridurre il consumo di energia, " dice. "Su questo catalizzatore c'è una minuscola interfaccia su scala nanometrica dove il ferro e il nichel si incontrano a livello atomico, che diventa un sito attivo per la scissione dell'acqua. È qui che l'idrogeno può essere separato dall'ossigeno e catturato come combustibile, e l'ossigeno può essere rilasciato come rifiuto ecologico".

Nel 2015, Il team del professor Zhao ha inventato un elettrodo di nichel-ferro per la generazione di ossigeno con un'efficienza record. Però, Il professor Zhao dice che da solo, ferro e nichel non sono buoni catalizzatori per la generazione di idrogeno, ma dove si uniscono su scala nanometrica è "dove avviene la magia".

"L'interfaccia su nanoscala cambia radicalmente le proprietà di questi materiali, " dice. "I nostri risultati mostrano che il catalizzatore di nichel-ferro può essere attivo quanto quello di platino per la generazione di idrogeno.

"Un ulteriore vantaggio è che il nostro elettrodo di nichel-ferro può catalizzare sia la generazione di idrogeno che di ossigeno, quindi non solo potremmo tagliare i costi di produzione utilizzando elementi abbondanti della Terra, ma anche i costi di produzione di un catalizzatore invece di due."

Una rapida occhiata ai prezzi dei metalli di oggi mostra proprio perché questo potrebbe essere il punto di svolta necessario per accelerare la transizione verso la cosiddetta economia dell'idrogeno. Ferro e nichel hanno un prezzo di $ 0,13 e $ 19,65 al chilogrammo. Al contrario, rutenio, platino e iridio hanno un prezzo di $ 11,77, $ 42,13 e $ 69,58 per grammo, in altre parole, migliaia di volte più costoso.

"Al momento nella nostra economia dei combustibili fossili, abbiamo questo enorme incentivo a passare a un'economia dell'idrogeno in modo da poter utilizzare l'idrogeno come vettore di energia pulita che è abbondante sulla Terra, "dice il professor Zhao.

"Parliamo dell'economia dell'idrogeno da secoli, ma questa volta sembra che stia arrivando davvero."

Il professor Zhao afferma che se la tecnologia di scissione dell'acqua viene ulteriormente sviluppata, un giorno potrebbero esserci stazioni di rifornimento di idrogeno molto simili alle stazioni di servizio di oggi dove potresti andare a riempire la tua auto a celle a combustibile a idrogeno con gas idrogeno prodotto da questa reazione di scissione dell'acqua. Il rifornimento potrebbe essere effettuato in pochi minuti rispetto alle ore nel caso delle auto elettriche alimentate a batteria al litio.

"Speriamo che la nostra ricerca possa essere utilizzata da stazioni come queste per produrre il proprio idrogeno utilizzando fonti sostenibili come l'acqua, solare e questi low cost, ma efficiente, catalizzatori."