19 Maggio 2003 - Immagazzinare l’idrogeno

Sperimentate spugne cristalline che assorbono fisicamente il combustibile

Una delle maggiori sfide da affrontare verso lo sviluppo di celle a idrogeno per alimentare automobili, telefoni cellulari, computer portatili e altri apparecchi, consiste nel trovare il modo migliore di immagazzinare grandi quantità di idrogeno a temperatura e pressione normale.
Una nuova classe di materiali sembra raggiungere lo scopo senza presentare i problemi tipici di altre tecniche. Lo affermano ricercatori dell’Università del Michigan in un articolo pubblicato sul numero del 16 maggio della rivista “Science”. Il loro lavoro suggerisce anche un metodo per aumentare la capacità di stoccaggio dei materiali.
“L’idrogeno è un combustibile ideale - spiega il chimico Omar Yaghi, che lavora a questo progetto da 12 anni - perché quando brucia produce solo acqua e non inquina. Ma come è possibile immagazzinare abbastanza idrogeno da alimentare un’automobile per 500 chilometri senza dover fare rifornimento? Non si può semplicemente riempire il serbatoio della macchina, bisogna concentrare l’idrogeno in un volume molto piccolo”. Questo può essere fatto raffreddandolo a una temperatura estremamente bassa, oppure comprimendolo a una pressione molto elevata. Ovviamente non si tratta di opzioni praticabili per un’auto o un apparecchio elettronico.
“La nostra idea - continua Yaghi - è di creare un materiale poroso che attragga l’idrogeno e che consenta di stipare più molecole di idrogeno in un volume molto piccolo”. Questa classe di materiali, chiamati strutture metallo-organiche (metal-organic frameworks, o MOF) o anche spugne cristalline microporose, può essere ottenuta da ingredienti a basso costo, come ossido di zinco e tereftalato. Si tratta di strutture che presentano un’enorme area superficiale: un solo grammo di MOF, infatti, ha la stessa superficie di un campo di football.
I ricercatori hanno scoperto di poter aumentare la capacità di stoccaggio del materiale modificandone la struttura. “Il materiale che stiamo studiando può assorbire il due per cento del proprio peso in idrogeno, ma abbiamo identificato il modo per portare questo valore fino al sei per cento”. I MOF dovrebbero dimostrarsi superiori alle leghe di idruri metallici, che pure vengono sperimentate per lo stoccaggio dell’idrogeno. “Il problema degli idruri è che l’idrogeno è legato chimicamente al metallo, - afferma Yaghi - il che richiede di pressurizzare il materiale per caricarlo di idrogeno e di riscaldarlo per liberare il combustibile. Con i MOF, l’idrogeno è assorbito fisicamente, non chimicamente, così è più facile liberarlo senza un gran dispendio di energia”.

Fonte: Le scienze Online

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