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Che si tratti di automobili, energia o telefoni cellulari, la società moderna è costruita sui metalli e anche il nostro futuro dipende fortemente da questi materiali. Conservare l'idrogeno in modo sicuro, compatto e comunque rispettoso dell'ambiente è ancora una sfida importante. Gli idruri metallici potrebbero essere una soluzione interessante, soprattutto per quelle applicazioni in cui il volume e la sicurezza del sistema di stoccaggio sono un problema, ad esempio nei depositi fissi, nelle stazioni di rifornimento di idrogeno o nelle navi, poiché possono fornire una densità di stoccaggio molto elevata. I metalli di elevata purezza sono comunemente usati per produrre questi materiali di stoccaggio. Nonostante i loro vantaggi, l'estrazione e la produzione su larga scala di questi materiali è un pesante fardello per l'ambiente in quanto emettono grandi quantità di gas serra, per non parlare dell'impatto dell'estrazione delle materie prime sul paesaggio stesso.
I ricercatori dell'Helmholtz-Zentrum Hereon Institute of Hydrogen Technology hanno ora dimostrato che materiali di stoccaggio dell'idrogeno di alta qualità possono essere prodotti anche da rifiuti metallici industriali meno puri. Questi risultati ci consentono per la prima volta di utilizzare una strategia di economia circolare per produrre idruri metallici. Di conseguenza, la loro produzione è molto più rispettosa dell'ambiente.
"L'utilizzo degli approcci dell'economia circolare alla produzione di materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno ci consente di affrontare le sfide energetiche che i tempi moderni pongono alla nostra società in modo più sostenibile", afferma il dottor Claudio Pistidda, scienziato dell'Hereon Institute of Hydrogen Technology.
Ogni anno vengono generati milioni di tonnellate di rifiuti metallici. Il riciclaggio di questi materiali è fondamentale per mitigare la minaccia che la domanda sempre crescente di metallo rappresenta per la crescita economica di molti paesi. Sebbene per la maggior parte delle leghe metalliche utilizzate nell'industria siano in atto metodologie di riciclaggio di successo, una quantità significativa di esse va ancora persa. La produzione di idruri metallici da materiali altrimenti non riciclabili potrebbe catturare grandi quantità di questi rifiuti industriali, come è stato dimostrato dagli scienziati di Hereon. Gli idruri metallici sembrano essere piuttosto insensibili all'esatta composizione della lega in contrasto con le leghe metalliche, ad es. per scopi costruttivi ad alte prestazioni.
"La nostra ricerca apre una nuova strada per lo sviluppo di materiali ecocompatibili per applicazioni di stoccaggio dell'idrogeno ad alte prestazioni", afferma il dott. Claudio Pistidda.
Rispetto ai comuni serbatoi di idrogeno pressurizzato o liquido, gli idruri metallici sono una soluzione interessante per lo stoccaggio di idrogeno a basse pressioni e temperature moderate in modo sicuro e compatto. I composti metallici macinati in polveri fini hanno un'elevata affinità per l'idrogeno. Una volta esposti ad esso, l'elevata affinità porta alla rottura dei legami tra i due atomi di idrogeno della molecola di idrogeno (H2 ). Successivamente, i metalli si legano con i singoli atomi di idrogeno, dando luogo a specie di idruro. Questo processo può essere facilmente invertito diminuendo la pressione dell'idrogeno precedentemente applicata per creare gli idruri metallici o aumentando la temperatura. Quindi, proprio come una spugna con acqua, gli idruri metallici possono legare l'idrogeno in quantità sbalorditive e rilasciarlo di nuovo rapidamente.
All'Hereon Institute of Hydrogen Technology, gli scienziati stanno creando materiali nanostrutturati per lo stoccaggio dell'idrogeno, esaminando metodi di produzione sostenibili su larga scala e valutando questi materiali in contesti reali. La loro recente ricerca è stata pubblicata su Green Chemistry e il Journal of Magnesium and Alloys . + Esplora ulteriormente
