L’idrogeno può essere creato in modo pulito con un’efficienza considerevolmente maggiore e a un costo più basso di quello che è ora ottenibile con i catalizzatori disponibili in commercio. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha stabilito dei parametri di riferimento per le tecnologie che possono produrre idrogeno pulito per 2 dollari al chilogrammo entro il 2025 e 1 dollaro al kg entro il 2030.
Uno studio della Oregon State University sul design dei catalizzatori ha rivelato che l’idrogeno può essere creato in modo pulito con un’efficienza considerevolmente maggiore e ad un costo inferiore rispetto a quello che si può ottenere ora con i catalizzatori disponibili in commercio.
I risultati sono significativi perché la produzione di idrogeno è importante per “molti aspetti della nostra vita, come le celle a combustibile per le auto e la produzione di molti prodotti chimici utili come l’ammoniaca”, secondo Zhenxing Feng, un professore di ingegneria chimica presso l’Ohio State University College of Engineering che ha guidato la ricerca. “È anche impiegato nella raffinazione dei metalli, nella produzione di prodotti artificiali come la plastica e in una varietà di altre applicazioni”. Secondo Feng, produrre idrogeno scindendo l’acqua attraverso un processo catalitico elettrochimico è più pulito e più sostenibile del metodo tradizionale di ottenere idrogeno dal gas naturale attraverso un processo di produzione di biossido di carbonio noto come reforming del metano-vapore.
Tuttavia, la spesa più alta della tecnologia più verde si è dimostrata un ostacolo di mercato.
Una fase attiva di un catalizzatore amorfo a base di idrossido di iridio ha dimostrato un’efficienza 150 volte superiore a quella della sua struttura iniziale di perovskite e circa tre ordini di grandezza maggiore del catalizzatore commerciale convenzionale, l’ossido di iridio.
Questo ci permetterà di creare idrogeno ad un costo di 2 dollari per chilogrammo, ed eventualmente ad un costo di 1 dollaro per chilogrammo.
Questo è meno costoso degli attuali processi inquinanti e contribuirà all’obiettivo degli Stati Uniti di zero emissioni entro il 2030″.
Feng sottolinea che l’Ufficio tecnologie dell’idrogeno e delle celle a combustibile del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha stabilito dei parametri di riferimento per le tecnologie che possono produrre idrogeno pulito per 2 dollari al chilogrammo entro il 2025 e 1 dollaro al chilogrammo entro il 2030, come parte dell’obiettivo Hydrogen Energy Earthshot di ridurre il costo dell’idrogeno pulito dell’80%, da 5 a 1 dollaro al chilogrammo, in un decennio.
Il gruppo di Feng sta lavorando sulla tecnologia dell’elettrolisi dell’acqua per la produzione di idrogeno pulito, che scinde l’acqua usando energia generata da fonti rinnovabili.
Tuttavia, l’efficienza della scissione dell’acqua è bassa, sostiene, a causa del significativo sovra potenziale – il divario tra il potenziale reale e teorico di una reazione elettrochimica – di una semi-reazione critica nel processo, la reazione di evoluzione dell’ossigeno, o OER.
“I catalizzatori sono cruciali per incoraggiare il processo di water-splitting abbassando l’over potenziale e, di conseguenza, abbassando il costo totale della produzione di idrogeno”, ha spiegato Feng.