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Idrogeno verde senza l’uso del platino, la svolta grazie a un nuovo catalizzatore

Un team di ricercatori ha sviluppato un catalizzatore innovativo economico e sostenibile

di R.Z.   
Foto Shutterstock
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L’idrogeno verde è considerato una delle soluzioni chiave per la transizione energetica, ma la sua produzione su larga scala incontra ancora degli ostacoli, legati prevalentemente ai costi e alla disponibilità dei materiali. Grazie a un nuovo studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulle pagine della rivista Energy & Environmental Science, un gruppo di ricercatori del consorzio ANEMEL è riuscito a sviluppare un rivoluzionario catalizzatore per l'elettrolisi dell’acqua che non necessita dell’uso di metalli preziosi rari come il platino. La soluzione abbatte i costi e, allo stesso tempo riduce l’impatto ambientale. Il progetto punta a migliorare l'efficienza e la stabilità degli elettrolizzatori senza fare affidamento sui metalli del gruppo del platino (PGM), risorsa scarsa e decisamente costosa.

Come funziona il nuovo catalizzatore

La tecnologia sviluppata si basa su un processo di elettrodeposizione, che consente di far crescere direttamente il catalizzatore su un supporto conduttivo, noto come gas diffusion layer (GDL). Questo metodo offre un’alternativa ai catalizzatori tradizionali a base di platino, utilizzando invece nichel e molibdeno, due elementi abbondanti e dunque economici. "Abbiamo ottimizzato il metodo e la composizione del bagno di elettrodeposizione per ottenere le migliori prestazioni possibili", ha spiegato Ariana Serban, dottoranda presso l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e prima autrice dello studio.

Foto Royal Society of Chemistry

Prestazioni superiori rispetto ai catalizzatori tradizionali

Uno degli aspetti più sorprendenti dello studio è certamente dato dal fatto che il nuovo catalizzatore ha dimostrato di poter operare stabilmente a densità di corrente fino a 3 A/cm², un valore paragonabile, se non addirittura superiore, a quello dei catalizzatori a base di platino. Il risultato è stato raggiunto grazie all'uso di un elettrolita altamente conduttivo, senza bisogno di agenti tampone come l'acido borico, che di solito vengono utilizzati per stabilizzare il pH.

Implicazioni per la produzione di idrogeno verde

La scoperta apre nuove prospettive per la produzione di idrogeno verde su larga scala. "Abbiamo osservato una riorganizzazione della superficie del catalizzatore, con atomi di molibdeno che migrano in superficie e contribuiscono alla reazione di scissione dell'acqua", ha spiegato Serban. Questo fenomeno migliora l'efficienza del processo e potrebbe accelerare l’adozione industriale della tecnologia. Con prestazioni comparabili o superiori rispetto ai catalizzatori a base di PGM, questa soluzione potrebbe rivoluzionare il settore dell’elettrolisi, riducendo i costi e rendendo l’idrogeno verde più accessibile.

Molti i benefici ambientali dell’innovazione

L’eliminazione dei metalli preziosi dalla produzione di idrogeno verde offre significativi vantaggi ambientali su scala industriale. I catalizzatori tradizionali, basati su platino e altri metalli del gruppo PGM, comportano processi estrattivi altamente impattanti, che richiedono grandi quantità di energia e contribuiscono alla deforestazione, all'inquinamento delle falde acquifere e alle emissioni di CO₂. L’adozione di catalizzatori a base di nichel e molibdeno, invece, riduce la dipendenza da risorse critiche e limita l’estrazione di materiali rari, spesso associata a problematiche etiche e geopolitiche. Inoltre, questi nuovi materiali migliorano la riciclabilità dei dispositivi di elettrolisi, riducendo i rifiuti tecnologici e facilitando il recupero e il riutilizzo delle componenti al termine del ciclo di vita.

Fonte:
Energy & Environmental Science

di R.Z.   
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