FINLANDIAIdrogeno a basso costo grazie a un nuovo catalizzatore in nanotubi di grafene

Tra le varie alternative ai combustibili fossili, l’idrogeno rappresenta sicuramente una soluzione energetica molto promettente. Fino ad oggi, tuttavia, i costi di produzione piuttosto elevati, dovuti soprattutto alla necessità di utilizzare costosissimi metalli rari come il platino e l’iridio, ne hanno impedito l’adozione su larga scala.
La situazione potrebbe però presto cambiare grazie a un team di ricercatori dell’università finlandese di Aalto che, in collaborazione con colleghi del CNRS francese e austriaco, hanno messo a punto un innovativo catalizzatore in nanotubi di grafene in grado di consentire le reazioni chimiche necessarie alla produzione dell’idrogeno a un prezzo molto più basso di quello attuale.
«Vogliamo sostituire i catalizzatori tradizionali costosi e scarsamente disponibili, a base di metalli preziosi come il platino e l’iridio, con alternative altamente attive e stabili composte da elementi economici e riccamente disponibili sulla Terra come metalli di transizione, carbonio e azoto», ha spiegato Mohammad Tavakkoli, il ricercatore che ha elaborato lo studio.
I ricercatori hanno realizzato un ibrido in nanotubi di grafene-carbonio altamente poroso, introducendo singoli atomi di altri elementi noti per funzionare da ottimi catalizzatori, come ad esempio il molibdeno e il cobalto. Questa operazione è stata effettuata tramite un processo controllato in cui gli atomi estranei sono stati inseriti allo scopo di alterare le concentrazioni dei portatori di carica e modificarne le proprietà elettriche.
Il grafene e il nanotubo di carbonio (CNT) sono rispettivamente gli allotropi bidimensionali e monodimensionali del carbonio, oltre ad essere elementi che hanno suscitato molto interesse negli ultimi anni per via delle loro straordinarie proprietà rispetto a materiali più tradizionali. Il team di ricercatori è riuscito così a sviluppare un metodo semplice per far crescere questi nanomateriali, combinando le loro proprietà in un singolo prodotto.
«Siamo uno dei team leader al mondo per la sintesi scalabile di nanotubi di carbonio a doppia parete. L’innovazione qui è stata quella di modificare il nostro processo di fabbricazione per preparare questi campioni unici», ha dichiarato Emmanuel Flahut, direttore della ricerca presso il CNRS.
L’aspettativa dei ricercatori ora è che la loro ricerca sugli effetti del substrato sull’attività catalitica dei materiali porosi possa fornire linee guida per studi futuri e condurre a un nuovo modo di progettare elettrodi ad elevate prestazioni da adoperare nei dispositivi elettrochimici. Tutto ciò con l’obbiettivo di poter finalmente liberare l’enorme potenziale dell’idrogeno come fonte energetica pulita ed economica.