Un team internazionale di scienziati guidato dall’Università di Adelaide, in Australia, è riuscito a produrre idrogeno ecologico (verde) mediante elettrolisi dell’acqua di mare, senza la sua preventiva purificazione dai microrganismi e senza l’aggiunta di sostanze chimiche, ha riferito Xinhua.
Zheng Yao, uno degli autori dello studio, osserva che sono state ottenute prestazioni paragonabili a quelle della tecnologia convenzionale.
L’uso di grandi quantità di acqua ad alta purezza per la produzione di idrogeno può aggravare la carenza di risorse di acqua dolce. L’acqua di mare è abbondante ma deve essere desalinizzata prima dell’uso nei tipici elettrolizzatori a membrana a scambio protonico (PEM). Qui riportiamo l’elettrolisi diretta di vera acqua di mare che non è stata alcalinizzata né acidificata, raggiungendo una stabilità a lungo termine superiore a 100 h a 500 mA cm-2 e prestazioni simili a quelle di un tipico elettrolizzatore PEM funzionante in acqua ad alta purezza.
Ciò si ottiene introducendo uno strato di acido di Lewis (ad esempio, Cr2O3) sui catalizzatori di ossido di metallo di transizione per dividere dinamicamente le molecole d’acqua e catturare gli anioni idrossilici. Tale alcalinità locale generata in situ facilita la cinetica di entrambe le reazioni degli elettrodi ed evita l’attacco di cloruri e la formazione di precipitati sugli elettrodi.
Un elettrolizzatore di acqua di mare naturale del tipo a flusso con elettrodi modificati con acido di Lewis (Cr2O3–CoOX) presenta la densità di corrente richiesta a livello industriale di 1,0 A cm-2 a 1,87 V e 60 °C.
—Guo et al.
L’idrogeno puro viene prodotto scindendo l’acqua in ossigeno e idrogeno, un processo noto come elettrolisi. Le tecnologie esistenti, tuttavia, richiedono un elevato grado di purificazione dell’acqua come materia prima, che richiede l’uso di additivi chimici, ad esempio alcali.
La nuova ricerca, che ha coinvolto anche scienziati provenienti da Cina e Stati Uniti, mostra che l’elettrolisi può essere ottenuta con acqua di mare senza previa purificazione e senza l’aggiunta di sostanze chimiche.
“Abbiamo utilizzato l’acqua di mare come materiale di partenza senza la necessità di utilizzare alcun processo di pretrattamento come la desalinizzazione per osmosi inversa, la purificazione o l’alcalinizzazione”, spiegano i ricercatori.
La crescente domanda di idrogeno per sostituire parzialmente o completamente l’energia dei combustibili fossili aumenterà in modo significativo la scarsità di risorse di acqua dolce sempre più limitate.
“Il nostro lavoro fornisce una soluzione per l’uso diretto dell’acqua di mare senza sistemi di pretrattamento e aggiunta di alcali, che mostra prestazioni simili a quelle delle tecnologie esistenti”, hanno aggiunto gli scienziati.
L’idrogeno è ampiamente considerato il combustibile ideale a zero emissioni del futuro.
Risorse
- Guo, J., Zheng, Y., Hu, Z. et al. (2023) “Elettrolisi diretta dell’acqua di mare regolando l’ambiente di reazione locale di un catalizzatore”. Energia Nat doi: 10.1038/s41560-023-01195-x
Foto di Ekrulila: https://www.pexels.com/photo/dark-blue-sea-water-in-daylight-8093686/
Da un’altra testata giornalistica news de www.europeantimes.news
