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NANOTECNOLOGIE/ Idrogeno pulito e a basso consumo energetico grazie al Palladio

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Nanoparticelle di palladio su nanotubi di titanio (al microscopio elettronico)  Nanoparticelle di palladio su nanotubi di titanio (al microscopio elettronico)

E dal punto di vista energetico?

Abbiamo ottenuto un risparmio energetico del 60% rispetto alla tradizionale elettrolisi dell'acqua. Era noto, infatti, che per rompere l'acqua in presenza di alcoli serve meno energia rispetto a quella necessaria quando c'è solo acqua; ma nessuno prima del nostro gruppo aveva pensato di sfruttare queste caratteristiche degli alcoli rinnovabili per la produzione di idrogeno. Per la produzione di 1 kg di idrogeno il nostro sistema consuma 18,5 kWh, contro i 45 kWh per la stessa quantità di idrogeno prodotto da sola acqua: un grande guadagno energetico ed economico. Il risultato supera abbondantemente le raccomandazioni del DoE, il Dipartimento di energia statunitense che, entro il 2020 ha fissato un limite di 43 kWh di consumo di energia elettrica per kg di idrogeno prodotto.

L’apparato che avete utilizzato è una cella elettrolitica di nuova generazione con speciali elettrodi nanostrutturati: sono questi i fattori chiave del successo?

Sì. Si tratta di elettrocatalizzatori anodici costituiti da nanoparticelle di Palladio, depositati su architetture tridimensionali di nanotubi di Titanio. Questi catalizzatori sono altamente nanostrutturati: le nanoparticelle di Palladio sono depositate su un reticolo di Titanio sul quale sono stati fatti crescere i nanotubi; ciò accresce enormemente la superficie disponibile della struttura: è come avere una stanza che si dilata e diventa un campo di calcio. Quando poi si va a mettere il Palladio, questo viene “spalmato” su un’area molto estesa  aumentandone l’efficacia.

Il risparmio di energia nella produzione di idrogeno è un primo vantaggio; ce ne sono altri?

Certo. Anzitutto l'idrogeno pulito e a basso costo energetico, opportunamente immagazzinato, potrebbe servire per generare corrente elettrica da qualche kWh fino a potenze più alte: generatori di corrente portatili e stazionari, a zero impatto ambientale.

Ma, ancor più importante, e questa sì che è una novità assoluta, è il fatto che gli alcoli non sono poi eliminati con i prodotti di scarico ma una volta ossidati vengono trasformati in composti ad alto valore aggiunto per diverse applicazioni attualmente realizzate solo mediante costosi e inquinanti processi industriali: come i derivati del glicerolo e del glicole etilenico nell'industria cosmetica e tessile; acetato da bioetanolo per l’industria alimentare; acido lattico da propandiolo nella produzione di plastiche biodegradabili.



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