Energia pulita, idrogeno a basso prezzo grazie a un nuovo catalizzatore in nanotubi di grafene

Ricercatori dell'università finlandese di Aalto hanno sviluppato un promettente catalizzatore in nanotubi di grafene, in grado di consentire le reazioni chimiche alla base della produzione di idrogeno a un prezzo assai più basso dell'attuale.

L’idrogeno è da sempre una delle soluzioni più promettenti tra le fonti energetiche alternative ai combustibili fossili. Tuttavia fino ad oggi, a parte i problemi legati alla sicurezza (l’idrogeno è altamente esplosivo e infiammabile) a frenarne l’adozione sono stati soprattutto i costi per produrlo, dovuti alla necessità di utilizzare costosissimi metalli rari come il platino e l’iridio. Ora però alcuni ricercatori dell’università finlandese di Aalto, in collaborazione con colleghi del CNRS francese e austriaco, hanno sviluppato un promettente catalizzatore in nanotubi di grafene, in grado di consentire le reazioni chimiche necessarie a un prezzo assai più basso dell’attuale.

“Vogliamo sostituire i catalizzatori tradizionali costosi e scarsamente disponibili, a base di metalli preziosi come il platino e l’iridio con alternative altamente attive e stabili composte da elementi economici e riccamente disponibili sulla Terra come metalli di transizione, carbonio e azoto”, spiega nella documentazione ufficiale Mohammad Tavakkoli, il ricercatore che ha guidato il lavoro ed elaborato la ricerca.

Il team ha prodotto un ibrido in nanotubi di grafene-carbonio altamente poroso e l’ha “drogato” con singoli atomi di altri elementi come molibdeno e cobalto, noti per funzionare come ottimi catalizzatori (con drogaggio si intende un processo di introduzione di quantità controllate di atomi estranei in un cristallo semiconduttore puro al fine di alterare le concentrazioni dei portatori di carica e modificare le sue proprietà elettriche).

Foto: Università Aalto

Il grafene e il nanotubo di carbonio (CNT) sono rispettivamente gli allotropi bidimensionali e monodimensionali del carbonio, che in questi anni hanno sollevato enorme interesse nel mondo accademico e nell’industria grazie alle loro eccezionali proprietà rispetto a materiali più tradizionali. I ricercatori hanno sviluppato un metodo semplice e scalabile per far crescere questi nanomateriali, combinando le loro proprietà in un singolo prodotto. “Siamo uno dei team leader al mondo per la sintesi scalabile di nanotubi di carbonio a doppia parete. L’innovazione qui è stata quella di modificare il nostro processo di fabbricazione per preparare questi campioni unici”, ha spiegato Emmanuel Flahut, direttore della ricerca presso il CNRS.

I ricercatori ora sperano che il loro studio sugli effetti del substrato sull’attività catalitica dei materiali porosi costituisca una base per la progettazione di elettrodi ad alte prestazioni per i dispositivi elettrochimici e fornisca linee guida per studi futuri, consentendo di liberare tutto il potenziale dell’idrogeno come fonte energetica pulita ed economica.