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Com'è noto, il combustibile più autorevolmente candidato a sostituire il petrolio è l'idrogeno (più propriamente un vettore energetico), il quale in un primo momento è stato indicato con eccessiva enfasi come “la soluzione di tutti i mali”, in un secondo tempo osteggiato a causa della difficile “maneggiabilità” e delle scarse rese iniziali ed infine, nell'arco degli ultimi due anni, nuovamente motivo centrale di attenzione e speranze della comunità scientifica. Ma c'è una peculiarità dell'idrogeno che mette d'accordo tutti, sia i suoi sostenitori che i suoi detrattori, ossia l'elevato costo di produzione.
Per scindere molecole d'acqua in ossigeno e idrogeno vengono comunemente usati gli elettrolizzatori, che spesso sono alimentati con energia solare o eolica, così da essere totalmente “green”. Nelle celle a combustibile, poi, avviene il processo contrario: l'idrogeno si combina nuovamente con l'ossigeno in un processo che genera elettricità. Sia negli elettrolizzatori sia nelle celle a combustibile, le reazioni chimiche sono favorite da catalizzatori metallici, il più diffuso dei quali è il platino, costoso e poco reperibile.
Un esempio del suo costo: un convenzionale autoveicolo a celle a combustibile a idrogeno contiene una batteria che utilizza fino a 100 grammi di platino, del valore di circa 4.500 euro secondo i prezzi attuali… Diventa, quindi, fondamentale cercare un'alternativa al raro metallo, così come hanno fatto i membri del Commissariato per l'Energia Atomica di Parigi. Ottenendo un successo di portata rivoluzionaria.
L'equipe composta dai ricercatori Vincent Artero, Alan Le Goff e Serge Palacin è, infatti, riuscita a utilizzare il nichel, che appartiene allo stesso gruppo di elementi di transizione del platino, per produrre i catalizzatori necessari alla generazione dell'idrogeno partendo dalle molecole d'acqua.
Secondo quanto Le Goff spiega sulla rivista “Science”, lui ed i suoi colleghi hanno sostituito il platino applicando il nichel su dischetti di nanotubi di carbonio (sfruttando le loro capacità di condurre le cariche negative). Il metallo, che favorisce la scissione delle molecole d'acqua (promuovendo la conversione reciproca degli ioni idrogeno in idrogeno molecolare), possiede la stessa reattività chimica del platino ma è molto più abbondante e costa circa il 20 per cento in meno.
Pare che i ricercatori si siano ispirati al mondo naturale, ossia abbiano “copiato” il funzionamento delle idrogenasi - una famiglia di enzimi responsabile del metabolismo dell'idrogeno nelle alghe e nei batteri che, secondo Artero “per rimanere in vita usano esattamente lo stesso processo delle celle a combustibile”.
Le uniche riserve circa questa sperimentazione sono suscitate dalla forte interazione tra nichel e carbonio, che impedisce un rapido turnover del metallo e ne rende la rigenerazione molto più lenta di quella del platino. Inoltre, la densità di corrente ricavata dalle celle a combustibile che utilizzano nichel è più bassa di quella dei dispositivi al platino, anche se è possibile aumentarla innalzando la carica di materiale catalitico dei nanotubi di carbonio.
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dicembre 2009
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