Veicoli a idrogeno, la svolta arriva dall’Australia grazie alla “macinazione a sfere”

Si chiamano Srikanth Mateti e Ying Chen i due professori del Deakin Institute for Frontier Materials, in Australia, che potrebbero rivoluzionare il modo di trasportare e stoccare l’idrogeno e quindi dare una forte accelerazione all’uso di quella che è la fonte energetica ideale anche per le automobili e i veicoli da trasporto.
Quello che è stato scoperto nei laboratori dell’Università di Melbourne – dopo tre decenni di lavoro guidato dal professor Chen – è un nuovo metodo basato su reazioni meccanochimiche e chiamato “macinazione a sfere” che permette di immagazzinare gas in uno speciale nanomateriale a temperatura ambiente. L’ingrediente speciale in questo processo è la polvere di nitruro di boro, che è molto sottile, ma offre una grande superficie per l’assorbimento. La polvere di nitruro di boro viene posta insieme ai gas che devono essere separati in un mulino contenente piccole sfere di acciaio inossidabile. “Mentre la camera ruota a velocità progressivamente più elevate – spiegano i ricercatori australiani – la collisione delle sfere con la polvere e la parete della camera innesca una reazione meccanochimica, con conseguente assorbimento di gas nella polvere”. “La polvere di nitruro di boro può essere riutilizzata più volte per eseguire lo stesso processo di separazione e stoccaggio del gas ancora e ancora – aggiunge Mateti – non ci sono scarti e il processo non richiede prodotti chimici aggressivi e non crea sottoprodotti. Il nitruro di boro stesso è classificato come una sostanza chimica di livello 0, qualcosa che è considerato perfettamente sicuro. Ciò significa che si può immagazzinare idrogeno ovunque e utilizzarlo ogni volta che è necessario”.
Il rapporto del team del Deakin Institute for Frontier Material descrive il metodo come dotato di una “capacità di stoccaggio del gas molto elevata” dato che il processo di macinazione non rompe le molecole di gas. Il consumo energetico immagazzinare e separare 1000 litri di gas è di 76,8 KJ/s, quasi il 90% in meno rispetto all’energia utilizzata nell’attuale processo di separazione dell’industria petrolifera, noto come distillazione criogenica.
Questa scoperta potrebbe aiutare a superare la sfida chiave dello stoccaggio dell’idrogeno, consentendo di immagazzinare e trasportare in sicurezza enormi quantità di idrogeno verde allo stato solido a una frazione del costo energetico. Quando il gas è necessario, la polvere viene semplicemente riscaldata sotto vuoto per rilasciare il gas inalterato.
La svolta è il culmine di tre decenni di lavoro guidato dal professor Ying Ian Chen, presidente di nanotecnologia presso l’Istituto per i materiali di frontiera di Deakin, e dal suo team di cui fanno parte anche Aijun Du e Selvakannan Periasamy. “L’attuale modo di immagazzinare l’idrogeno è in un serbatoio ad alta pressione o raffreddando il gas fino a trasformarlo in forma liquida. Entrambi richiedono grandi quantità di energia, nonché processi e sostanze chimiche pericolose”, ha affermato.
“Mostriamo che esiste un’alternativa meccanochimica. Non richiede alta pressione o basse temperature, quindi offrirebbe un modo molto più economico e sicuro per sviluppare cose come i veicoli alimentati a idrogeno”.
Allo stato attuale, il team di Deakin è stato in grado di testare il proprio processo solo su piccola scala, separando circa due o tre litri di materiale. Sperano di attirare il supporto del settore in modo che la scoperta possa essere ampliata fino a diventare un pilota completo.
È già stata presentata una domanda di brevetto provvisoria per il loro processo, dopo che i risultati rivoluzionari sono stati pubblicati sulla rivista Materials Today.
Questa soluzione in “polvere” – commenta il magazine francese AutoPlus che riferisce degli esperimenti in Australia – potrebbe rivoluzionare l’industria automobilistica, anche se dovranno passare molti anni, come del resto oggi è ancora difficile aggirare tutti i difetti delle auto elettriche, soprattutto i tempi di ricarica e la qualità dell’elettricità con cui si fa questa operazione.
Del tema e in particolari di altre soluzioni per l’impiego dell’idrogeno allo stato solido come fonte energetica, del resto, si occupano anche i ricercatori italiani: nei mesi scorsi un team del Università di Torino che hanno approfondito lo stato dell’arte e le future opportunità. Lo hanno fatto nel paper “Solid-State Hydrogen Storage Systems and the Relevance of a Gender Perspective” Erika Michela Dematteis, Paola Rizzi, Jussara Barale, Marta Corno, Alessandro Sciullo e Marcello Baricco del dipartimento di chimica e NIS-Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali. ”
Gli idruri metallici sono noti dalla fine degli Anni ’70 – si legge nel paper – come un’opzione a basso rischio per immagazzinare l’idrogeno. I composti intermetallici sono solitamente commercializzati sotto forma di polvere”. Nello studio si sottolinea che “le applicazioni per la mobilità sono limitate dalla bassa densità gravimetrica degli idruri metallici. Al contrario, per le applicazioni mobili su strada come automobili e veicoli pesanti, il gas compresso è preferito”.

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