In un nuovo studio, pubblicato in Proceedings of the National Academy of Sciences , i ricercatori dell'Università di Twente hanno fatto passi da gigante nella comprensione del comportamento delle micro e nanobolle sugli elettrodi durante l'elettrolisi dell'acqua. Questo processo è cruciale per la produzione di idrogeno (verde). Queste minuscole bolle si formano sugli elettrodi, bloccando il flusso di elettricità e riducendo l'efficienza della reazione.
Un’economia dell’idrogeno rinnovabile riduce significativamente l’impatto del riscaldamento globale rispetto a un’economia dei combustibili fossili. Tuttavia, la produzione di idrogeno è notevolmente ostacolata dalle bolle su scala micro e nanometrica. Pertanto, i ricercatori dell'Università di Twente cercano di capire con precisione come queste minuscole bolle si formano e si attaccano agli elettrodi, per poi liberarsene.
Supportato da simulazioni molecolari avanzate, Detlef Lohse e il suo team hanno sviluppato una teoria in grado di prevedere con successo la densità di corrente elettrica necessaria per consentire alle nanobolle di crescere in modo incontrollabile e di staccarsi, liberando così l'elettrodo per un'ulteriore produzione di idrogeno.
Questa scoperta è fondamentale in quanto consente la previsione e il controllo del comportamento delle bolle, garantendo che l'elettrolisi possa procedere con interruzioni minime. La ricerca si basa sulla teoria consolidata della stabilità per le nanobolle superficiali (modello Lohse-Zhang) e la estende per includere la densità di corrente elettrolitica per prevedere il comportamento delle bolle.
Grazie al miglioramento delle conoscenze, scienziati e ingegneri possono ora lavorare per migliorare il distacco delle bolle. Oltre a migliorare l'efficienza complessiva dell'elettrolisi dell'acqua, questo lavoro può essere utilizzato anche per altri sistemi in cui si formano bolle di gas, come nella catalisi.
Ulteriori informazioni: Yixin Zhang et al, Densità di corrente di soglia per la stabilità controllata dalla diffusione delle nanobolle di superficie elettrolitiche, Atti dell'Accademia nazionale delle scienze (2024). DOI:10.1073/pnas.2321958121
Informazioni sul giornale: Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze
Fornito dall'Università di Twente
