Sebbene i governi, il mondo accademico e le organizzazioni di tutto il mondo sottolineano da molti anni la crisi relativa all'uso dei combustibili fossili, la domanda è in costante aumento. Ora, che l'offerta sta diminuendo seriamente, e i ricercatori si sono concentrati sulla ricerca di combustibili alternativi più puliti e con il potenziale per una produzione sostenibile.

Idrogeno (H ₂ ) è un candidato molto interessante come sostituto dei combustibili fossili perché può essere prodotto dall'acqua (H2O) attraverso l'idrolisi, la scissione delle molecole d'acqua. Un altro percorso sostenibile è la sintesi di biodiesel, che vengono realizzati utilizzando oli vegetali attraverso un processo di trasformazione noto come transesterificazione. Però, la sintesi del biodiesel produce quantità eccessive di glicerolo (C ₃ h ₈ oh ₃ ); si stima che la sola industria del biodiesel in Europa produca un surplus di 1,4 milioni di tonnellate di glicerolo, che non può essere venduto ad altre industrie. Se il glicerolo potesse essere usato come materia prima per ottenere sostanze chimiche più preziose, questo renderebbe l'industria del biodiesel più redditizia, incoraggiando così governi e aziende ad abbandonare i combustibili fossili.

I ricercatori della Tokyo Tech e della Taiwan Tech hanno recentemente trovato un modo efficiente per utilizzare questo glicerolo in eccesso. Mentre i ricercatori hanno esplorato per anni la conversione elettrochimica del glicerolo in altri composti organici più preziosi come il diidrossiacetone (DHA), gli approcci esistenti richiedono l'uso di metalli preziosi, vale a dire platino, oro e argento. Poiché l'uso di questi metalli rappresenta il 95% del costo complessivo della conversione del glicerolo in DHA, il team di ricerca si è concentrato sulla ricerca di un'alternativa conveniente.

Nel loro studio, hanno scoperto che l'ossido di rame (CuO), un materiale economico e abbondante, potrebbe essere usato come catalizzatore per convertire selettivamente il glicerolo in DHA anche in condizioni di reazione blande. Perché ciò accada, il pH (concentrazione di ioni idrogeno liberi) nella soluzione della cella elettrochimica deve essere ad un valore specifico. Attraverso tecniche di microscopia, i ricercatori hanno analizzato la struttura cristallina e la composizione del catalizzatore CuO e li hanno adattati per renderlo stabile, ispezionando anche attentamente le possibili vie di conversione per il glicerolo nel loro sistema in base al pH della soluzione. Ciò ha permesso loro di trovare condizioni di reazione appropriate che hanno favorito la produzione di DHA. "Non abbiamo solo scoperto un nuovo, Catalizzatore in abbondanza in terra per la conversione di DHA ad alta selettività, ma anche dimostrare la possibilità di dare nuovo, preziosa vita a un prodotto di scarto dell'industria del biodiesel, " ha detto il Prof. Tomohiro Hayashi, ricercatore capo della Tokyo Tech.

Inoltre, il sistema elettrochimico proposto in questo studio non solo produceva DHA da glicerolo su un'estremità, ma anche H2 dall'altro per scissione dell'acqua. Ciò significa che questo approccio potrebbe essere utilizzato per affrontare contemporaneamente due problemi attuali. "Sia l'industria del biodiesel che quella della generazione di idrogeno potrebbero trarre vantaggio dal nostro sistema, portando a un mondo più sostenibile, " ha spiegato il Prof. Hayashi. Un diagramma dei cicli energetici sostenibili che include sia l'industria del biodiesel che quella dell'idrogeno è mostrato nella Figura 1. In conclusione, è fondamentale continuare a cercare di affrontare il problema della sostenibilità nell'uso dei combustibili, e studi come questo ci avvicinano di un passo a un futuro più verde.