Mentre il mondo si allontana dai combustibili fossili, l’idrogeno pulito sta emergendo negli ultimi tempi come uno dei principali candidati per l’energia di nuova generazione, grazie alle sue zero emissioni di carbonio. Purtroppo la sua produzione rimane ancora oggi una delle sfide più grandi per la scienza e l’industria: nonostante gli enormi progressi fatti nella ricerca, i metodi tradizionali di produzione dell’idrogeno sono ancora troppo costosi, inefficienti e difficili da scalare. La necessità di trovare alternative più sostenibili e accessibili è urgente, e un team di ricerca dell’università POSTECH in Corea del Sud sembra aver trovato una soluzione innovativa per risolvere alcune di queste problematiche. Una soluzione a base di microonde.
Le sfide della produzione di idrogeno pulito
L’idrogeno può essere prodotto attraverso diversi processi, ma il più comune e consolidato è il metodo termochimico. Questo sistema richiede temperature estremamente elevate (fino a 1.500 °C) per estrarre l’idrogeno dall’acqua o da altre sostanze, il che comporta un elevato consumo energetico. Inoltre, sfrutta reazioni di ossido-riduzione degli ossidi metallici, e quindi richiede anche l’utilizzo di materiali costosi. Tutto ciò rende l’intero processo di produzione non solo complesso, ma anche poco pratico su larga scala.
Per affrontare questi ostacoli, i ricercatori di tutto il mondo stanno cercando di innovarne la produzione, puntando su tecnologie che possano ridurre le temperature operative e al tempo stesso migliorarne la sostenibilità. Proprio in questo contesto, un team interdisciplinare di ricercatori dell’Università POSTECH ha fatto un passo importante nel migliorare la produzione di idrogeno pulito, sviluppando una tecnologia che sfrutta le microonde per abbattere i costi e i limiti legati ai metodi tradizionali.
Idrogeno più veloce da produrre grazie alle microonde
Comunemente associate al riscaldamento del cibo, le microonde trovano nella soluzione del team di POSTECH una nuova applicazione: quella di strumento per attivare reazioni chimiche in grado di produrre idrogeno.
Nello studio pubblicato su Journal of Materials Chemistry A, il team di ricerca ha voluto testare la loro innovazione a base di microonde. Dai test è emerso che l’energia prodotta dalle microonde può ridurre significativamente la temperatura richiesta per il processo di produzione di idrogeno, portandola sotto i 600°C, ossia circa il 60% in meno rispetto ai metodi convenzionali.
Oltre al riscaldamento, i ricercatori hanno voluto testare la loro tecnologia anche nella creazione delle “oxygen vacancies“. Si tratta di difetti strutturali che sono presenti nei materiali utilizzati per produrre idrogeno, e sono essenziali per facilitare la separazione dell’acqua in idrogeno e ossigeno. Mentre le tecniche tradizionali impiegano ore a temperature estremamente elevate per ottenere questi difetti, la loro invenzione è stata in grado di generare lo stesso risultato in pochi minuti e a temperature molto più basse (intorno a 600°C).
La velocità del processo e la significativa riduzione della temperatura rendono questa tecnologia una soluzione promettente per produrre idrogeno su larga scala. Come sottolinea il professor Hyungyu Jin, uno dei coautori dello studio, “questa ricerca ha il potenziale per rivoluzionare la fattibilità commerciale delle tecnologie di produzione termochimica dell’idrogeno. Aprirà inoltre la strada allo sviluppo di nuovi materiali ottimizzati per i processi chimici a microonde“.
