L'idrogeno è stato salutato come il "carburante del futuro" per diverse ragioni. Primo, rispetto agli idrocarburi convenzionali, l'idrogeno mostra una resa energetica maggiore. Secondo, l'uso commerciale dell'idrogeno, che produce solo acqua come sottoprodotto, contribuirebbe a mitigare l'imminente crisi del riscaldamento globale riducendo l'uso di combustibili fossili esauribili e inquinanti. Così, la ricerca in corso si è concentrata su modi efficienti e rispettosi dell'ambiente per produrre combustibile a idrogeno.

La produzione di idrogeno solare attraverso una reazione di scissione dell'acqua fotoelettrochimica (PEC) è un interessante metodo "verde" per la produzione di combustibile a idrogeno, grazie al suo potenziale per un'elevata efficienza di conversione, basse temperature di esercizio, ed economicità. Però, separazione efficiente del gas idrogeno da una miscela di gas (chiamata syngas) in diverse condizioni ambientali, ha dimostrato di essere una sfida. Un recente articolo pubblicato sulla rivista Tecnologia di separazione e purificazione cerca di affrontare questa sfida. In questo studio, un gruppo di ricercatori del Nagoya Institute of Technology, Giappone, guidato dal professor Yuji Iwamoto, in collaborazione con ricercatori in Francia, caratterizzato con successo una nuova membrana che consente la separazione altamente selettiva del gas idrogeno generato dalla reazione PEC. Il prof. Iwamoto dice, "La separazione a membrana è interessante come tecnologia di purificazione del gas idrogeno a basso costo. Tuttavia, le tecniche attuali affrontano diverse sfide, Per esempio, rigonfiamento indotto dall'acqua con membrane polimeriche e minore permeabilità di idrogeno con metallo, polimero, e membrane liquide supportate. "

I ricercatori hanno prima sviluppato una membrana polimerica ibrida organico-inorganico, costituito principalmente da un polimero chiamato policarbosilano (PCS) formato su un ossido di alluminio (Al ₂ oh ₃ supporto poroso a base di ). Il prof. Iwamoto spiega inoltre, "Utilizzando PCS ad alto peso molecolare con un punto di fusione superiore a 200°C, abbiamo dimostrato che una membrana PCS superidrofoba potrebbe essere depositata su un γ-Al . mesoporoso ₂ oh ₃ -α-Al . macroporosa modificata ₂ oh ₃ supporto tubolare. "

Dopo aver sviluppato con successo la membrana PCS, i ricercatori lo hanno testato in condizioni di reazione PEC. Come ipotizzato, la membrana PCS ha mostrato un'elevata idrofobicità. Inoltre, sotto il flusso di una miscela simulata di gas altamente umido a 50°C, la membrana PCS ha mostrato un'eccellente selettività all'idrogeno. Ulteriori analisi hanno rivelato che la permeazione preferenziale dell'idrogeno attraverso la membrana PCS era governata dal meccanismo di "diffusione allo stato solido". Globale, indipendentemente dalle condizioni ambientali ambientali previste, la membrana PCS ha mostrato un'efficiente separazione del gas idrogeno.

Con lo sviluppo e la caratterizzazione di questa nuova membrana PCS, è inevitabile che la sua adozione commerciale non solo faciliti l'uso dell'idrogeno per il fabbisogno energetico, ma riduca anche l'uso di combustibili fossili non rinnovabili. Il prof. Iwamoto conclude, "Con questo sviluppo tecnologico, ci aspettiamo grandi progressi nella produzione di idrogeno rispettosa dell'ambiente e sostenibile".

Speriamo che l'uso della membrana PCS sia un passo avanti verso una società basata sull'idrogeno.