Con le microonde si produce idrogeno green: lo studio

Produrre idrogeno (H₂) con maggiore risparmio di energia rispetto ai metodi tradizionali e in minor tempo: è quanto ottenuto da un team di ricercatori guidati dalla Pohang University of Science and Technology (POSTECH), che ha pubblicato i propri risultati su Journal of Materials Chemistry A. Le attuali tecnologie di produzione dell’idrogeno incontrano barriere significative. I metodi termochimici convenzionali, che si basano sull’ossidoriduzione degli ossidi metallici, richiedono temperature estremamente elevate fino a 1.500°C. Questi metodi non sono solo costosi e ad alta intensità energetica, ma anche difficili da scalare, il che ne limita l’applicazione pratica.

Per affrontare queste sfide, il team POSTECH si è rivolto a una fonte energetica familiare ma sottoutilizzata: l’energia delle “microonde“, la stessa fonte utilizzata nei forni a microonde domestici. Sebbene le microonde siano comunemente associate al riscaldamento degli alimenti, possono anche guidare in modo efficiente le reazioni chimiche. I ricercatori hanno dimostrato che l’energia delle microonde potrebbe abbassare la temperatura di riduzione della ceria drogata con Gd (CeO2), un materiale di riferimento per la produzione di idrogeno, a meno di 600, riducendo il requisito di temperatura di oltre il 60%. Sorprendentemente, si è scoperto che l’energia delle microonde sostituisce il 75% dell’energia termica necessaria per la reazione, una svolta per la produzione sostenibile di idrogeno.

Un altro progresso critico risiede nella creazione di “vacanze di ossigeno”, che sono difetti nella struttura del materiale essenziali per la scissione dell’acqua in idrogeno. I metodi convenzionali spesso impiegano ore a temperature estremamente elevate per formare queste vacanze. Il team POSTECH ha ottenuto gli stessi risultati in pochi minuti a temperature inferiori a 600°C sfruttando la tecnologia a microonde. Questo rapido processo è stato ulteriormente convalidato con un modello termodinamico, che ha fornito preziose informazioni sul meccanismo alla base della reazione guidata dalle microonde.

Il Professor Hyungyu Jin, coautore dello studio, ha affermato: “questa ricerca ha il potenziale per rivoluzionare la fattibilità commerciale delle tecnologie di produzione di idrogeno termochimico. Aprirà inoltre la strada allo sviluppo di nuovi materiali ottimizzati per i processi chimici basati sulle microonde”.