Le celle a combustibile sono tra le tecnologie per la produzione di energia più promettenti. La generazione di elettricità avviene attraverso un processo chimico che non genera gas serra. Il meccanismo delle fuel cell è inverso a quello dell’elettrolisi, che prevede la scissione di molecole di acqua in idrogeno e ossigeno per mezzo della corrente elettrica.

Nelle fuel cell la reazione tra idrogeno e ossigeno produce elettricità, ottenendo come prodotto di scarto solo acqua. Uno dei limiti delle fuel cell è la produzione di energia limitata rispetto ad altre tecnologie. I catalizzatori impiegati finora per accelerare la reazione di ossidoriduzione non hanno raggiunto prestazioni soddisfacenti.

I catalizzatori in platino tendono a catalizzare anche altre reazioni. Inoltre sono troppo vulnerabili alla contaminazione da parte dei reagenti. Gli scienziati stanno esplorando le potenzialità delle nanoparticelle d’oro, capaci di catalizzare l’ossidoriduzione senza gli svantaggi associati all’utilizzo dei catalizzatori in platino.

La principale sfida è riuscire a creare catalizzatori uniformi ed efficienti. I ricercatori dell’International Institute for Carbon-Neutral Energy Research della Kyushu University hanno ideato una nuova struttura per i catalizzatori in oro che promette di risolvere il problema e rivoluzionare l’industria delle fuel cell.

La tecnica descritta sulla rivista specializzata Scientific Reports si bassa sull’utilizzo di un supporto in grafene avvolto in uno speciale involucro polimerico. Secondo gli scienziati in questo modo è possibile ottnere nanoparticelle d’oro attive da impiegare come catalizzatori nelle fuel cell.

Il metodo permette di creare catalizzatori con nanoparticelle delle dimensioni ideali, né troppo larghe né troppo rarefatte, senza compromettere l’attività dell’oro o minare la stabilità del catalizzatore. I primi test condotti dai ricercatori giapponesi hanno dimostrato l’alto potenziale della nuova struttura. Come ha illustrato Tsuyohiko Fujigaya, autore principale dello studio:

Avvolgendo il supporto in grafene con il polimero polibenzimidazole che avevamo testato con successo nei catalizzatori in platino, siamo riusciti a creare un ambiente migliore per le nanoparticelle d’oro.

10 marzo 2016
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