Trasformare la ruggine in carburante
Scoperta: i ricercatori propongono un catalizzatore di ruggine verde per i veicoli a idrogeno di prossima generazione
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I ricercatori del Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), uno dei centri dell'Istituto Nazionale per la Scienza dei Materiali (NIMS), in Giappone, hanno presentato un catalizzatore a basso costo a base di idrossido di ferro che potrebbe supportare l'uso della boroidruro di sodio come materiale di stoccaggio dell'idrogeno.
Un catalizzatore di ruggine verde modificato con cluster di ossido di rame facilita la produzione efficiente di idrogeno dalla boroidruro di sodio in condizioni di luce e termiche, offrendo un'alternativa scalabile e a basso costo ai catalizzatori di metalli preziosi.
Dr. Yusuke Ide from Research Center for Materials Nanoarchitectonics
Mentre il mondo si muove verso società alimentate a idrogeno, rimane una sfida importante: immagazzinare e rilasciare l'idrogeno in modo efficiente. La boroidruro di sodio (SBH) è un promettente materiale di stoccaggio dell'idrogeno che può generare idrogeno attraverso il semplice contatto con l'acqua. Tuttavia, questa reazione si basa tipicamente su catalizzatori costosi a base di metalli preziosi come il platino, limitandone l'uso su larga scala.
In una recente scoperta, i ricercatori del Layered Nanochemistry Group del MANA, guidati dal capogruppo Dr. Yusuke Ide, insieme al Sig. Ezz-Elregal M. Ezz-Elregal e al Dr. Mitsutake Oshikiri, hanno sviluppato un catalizzatore economico e ad alte prestazioni utilizzando la "ruggine verde" - un minerale di idrossido di ferro misto-valente un tempo considerato troppo instabile per un uso pratico.
La chiave sta nel modificare le particelle di ruggine verde con una soluzione di cloruro di rame. Questo processo forma cluster di ossido di rame su scala nanometrica ai bordi delle particelle, generando siti altamente attivi per la produzione di idrogeno. La struttura della ruggine verde assorbe anche la luce solare, trasferendo l'energia attraverso i cluster di rame per aumentare ulteriormente l'efficienza della reazione.
I test di rendimento hanno rivelato che il nuovo catalizzatore raggiunge un'elevata frequenza di rotazione per la produzione di idrogeno, paragonabile o addirittura superiore a quella dei materiali tradizionali a base di metalli preziosi. Inoltre, ha dimostrato un'eccellente durata, mantenendo l'attività catalitica anche in caso di uso ripetuto.
Ciò che rende questa scoperta particolarmente promettente è la sua scalabilità e praticità. Il catalizzatore funziona a temperatura ambiente, è relativamente facile da produrre e potrebbe integrarsi bene con i sistemi di idrogeno a base di SBH esistenti. Con la produzione di SBH a basso costo già in fase di sviluppo e i progetti pilota che utilizzano la tecnologia nelle navi a idrogeno, questo progresso potrebbe accelerare il passaggio globale all'energia pulita dell'idrogeno.
"Ci aspettiamo che il nostro catalizzatore venga utilizzato per le celle a combustibile a idrogeno in molte applicazioni di bordo, come automobili e navi", afferma il dottor Ide, "Questo porterà auspicabilmente a varie forme di mobilità senza emissioni".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Ezz-Elregal M. Ezz-Elregal, Koichi Shinohara, Hamza El-Hosainy, Takumi Miyakage, Takashi Toyao, Ken-ichi Shimizu, Akio Iwanade, Makoto Oishi, Takuro Nagai, Naoki Fukata, Takumi Tsushima, Hiroto Yoshida, Mitsutake Oshikiri, Yusuke Ide; "A Catalyst for Sodium Borohydride Dehydrogenation Based on a Mixed-Valent Iron Hydroxide Platform"; ACS Catalysis, Volume 15, 2025-7-7
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