Dalla biomassa un aiuto per produrre idrogeno più efficientemente
Produrre idrogeno grazie rifiuti in legno anziché dall’ossidazione dell’acqua e con un’efficienza più alta. Questo l’obiettivo di un gruppo di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Scienza e Tecnologia (UNIST) della Corea del Sud. Il team ha sviluppato un processo che utilizza vari tipi di biomassa, tra cui la lignina, come alternativa efficiente ai sistemi attuali.
Un modo ecologico per produrre idrogeno consiste nell’elettrolisi dell’acqua: applicando una tensione è possibile “spezzare” le molecole di H2O. Tuttavia, la tecnologia attuale presenta ancora alcuni nodi. Nel dettaglio, in questo processo l’idrogeno gassoso (H₂) è prodotto da ioni idrogeno (H+) che acquistano elettroni (e-) provenienti dalla reazione ossidativa che genera ossigeno. Quest’ultima, però, è lenta e complicata e l’efficienza complessiva risulta frenata.
Il professor Jungki Ryu e il suo gruppo di ricerca dell’UNIST hanno sviluppato un nuovo sistema che utilizza invece la lignina come donatore di elettroni. In un articolo pubblicato sulla rivista ACS Catalysis (testo in in inglese), i ricercatori spiegano come questo approccio consenta una produzione elettrochimica di idrogeno più efficiente.
Il sistema creato dal gruppo coreano, decompone la lignina con un catalizzatore di molibdeno per produrre composti ad alto valore aggiunto; gli elettroni estratti nel processo sono destinati al catodo dove avviene la reazione di riduzione degli ioni idrogeno per formare H2 gassoso.
“Con questo nuovo sistema – spiega il team – siamo in grado di produrre idrogeno con meno energia (sovratensione) rispetto alla convenzionale elettrolisi dell’acqua, in quanto non sono necessarie reazioni dell’ossigeno, che richiedono alta energia e catalizzatori con metalli preziosi. I metodi convenzionali richiedono più di 1,5 volt, ma il nuovo sistema è in grado di produrre idrogeno con un potenziale molto più basso (0,95 volt)”.
Inoltre, la vanillina o il monossido di carbonio, che vengono prodotti attraverso la scomposizione della lignina, sono sostanze molto utili a livello industriale. “Il nuovo sistema è una tecnologia che produce idrogeno e sostanze chimiche preziose utilizzando catalizzatori economici e basse tensioni anziché elementi costosi come il platino”, sottolinea il professor Ryu. Lo studio è stato supportato dal Programma di sviluppo tecnologico per risolvere i cambiamenti climatici attraverso la National Research Foundation of Korea.