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12
Dic

Ricerca del NordEst: produrre idrogeno dall’acqua grazie a un processo elettrochimico “pulito” ed efficiente

Un team italiano che ha coinvolto le università di Trieste, Bologna, Padova e CNR Parma ha dimostrato che è possibile

 

nanomateriali per produzione idrogeno da acquaÈ comunemente accettato che le emissioni antropiche di CO2 siano fra le principali cause del riscaldamento globale e all’origine di molti devastanti fenomeni atmosferici che stanno caratterizzando i nostri tempi. Tutto sembra essere legato a un uso intensivo, massiccio e ormai insostenibile di combustibili fossili. Con grande interesse e speranza si guarda alle possibili soluzioni proposte dalla comunità scientifica internazionale, e in particolare a combustibili alternativi. Tra essi l’idrogeno, un vettore energetico pulito già profeticamente descritto da Verne nel suo romanzo “L’isola misteriosa”.

In questo contesto, è di fresca pubblicazione sulla prestigiosa rivista Nature Communications un lavoro che ha visto coinvolte le Università di Trieste, Bologna, Padova, il CNR di Parma, il Consorzio INSTM, l’istituto ICCOM-CNR, il CIC Biomagune di San Sebastian e le Università della Pennsylvania e di Stanford. Maurizio Prato e Paolo Fornasiero dell’Università di Trieste, insieme ai gruppi di ricerca di Francesco Paolucci dell’Università di Bologna e di Marcella Bonchio dell’Università di Padova, hanno coordinato la fase di design e preparazione di nuovi nanomateriali, eccezionalmente efficaci per la produzione di idrogeno da elettrolisi dell’acqua.

Lo studio si inserisce in un contesto internazionale molto delicato, in cui risulta fondamentale lo sviluppo di nuove tecnologie in grado di soddisfare il fabbisogno energetico di un pianeta la cui popolazione è in costante crescita e con sempre maggiori aspettative di miglioramento della qualità di vita. In un futuro che i protagonisti del lavoro auspicano prossimo, l’uso sostenibile di energie rinnovabili aventi impatto atmosferico nullo risolverebbe in un colpo solo tante problematiche moderne, con conseguenze positive sul benessere della popolazione mondiale. L’idrogeno, la molecola più semplice conosciuta dall’uomo, abbinato a efficienti, silenziose e pulite celle a combustibile potrebbe essere la soluzione.

Come spiega il prof. Maurizio Prato, «a parità di peso, l’idrogeno contiene quasi tre volte il contenuto energetico del gas naturale, e la sua combustione porta semplicemente alla produzione di acqua. Sembra impossibile immaginare a prima vista una fonte energetica più pulita. Ma una così semplice molecola nasconde in realtà insidie che finora ne hanno rallentato l’utilizzo in campo energetico». L’idrogeno è un vettore energetico, e sulla Terra non ne esistono miniere o riserve come per carbone, petrolio o metano. Ciò significa che esso deve essere in qualche modo prodotto. Attualmente, la produzione di idrogeno è al momento un’industria multimilionaria, essendo l’H2 utilizzato in diversi settori industriali quali la sintesi dell’ammoniaca e degli importantissimi fertilizzanti che da essa si ottengono. 

Ma cosa impedisce l’entrata in gioco di un’economia energetica basata sull’idrogeno? «A parte importanti aspetti di stoccaggio, distribuzione e sicurezza dell’idrogeno - prosegue il prof. Paolo Fornasiero dell’Università di Trieste e del CNR - il maggiore ostacolo risiede proprio nella produzione sostenibile dell’idrogeno. Al momento esso viene prodotto quasi esclusivamente attraverso un processo chiamato “reazione di reforming”, il quale si basa sulla trasformazione di metano in idrogeno e monossido di carbonio, un processo di sicuro non sostenibile visto che si basa sull’utilizzo combustibili fossili».

Giovanni Valenti, ricercatore presso l’Università di Bologna, spiega invece come «è possibile ottenere una produzione sostenibile di idrogeno partendo da fonti interamente rinnovabili. L’acqua, molecola che ha permesso la vita sulla Terra, può oggi dare vita anche a una rivoluzione in campo energetico. L’idrogeno può essere prodotto dall’acqua grazie a un processo elettrochimico, pulito ed efficiente, noto come elettrolisi». 

Michele Melchionna, del Consorzio INSTM, sottolinea come «per poter essere competitivi è essenziale che i processi di produzione di H2 siano sempre più efficienti, il che richiede necessariamente l’utilizzo di catalizzatori».

Ancora una volta, la chiave per una svolta è posta nelle mani delle nanotecnologie, settore in cui l’Università di Trieste ha da molti anni dimostrato di possedere grandi competenze e di livello internazionale. I nanomateriali, grazie alle loro eccezionali proprietà, godono al momento di un’indiscussa primazia nel campo dei materiali per diverse applicazioni in campo tecnologico, e hanno le potenzialità per stimolare quel decisivo passo in avanti anche nell’ambito della produzione sostenibile di H2. Negli ultimi anni è emersa l’importanza di combinare su scala nanometrica più componenti collegati tra loro in un ordine strutturale ben definito. Tali composti sono stati battezzati come “nanomateriali gerarchici”, in cui ogni componente interagisce sinergicamente con gli altri come in un’orchestra ben affiatata. Il risultato è la comparsa di proprietà uniche, risultanti in performance significativamente più elevate per diversi processi catalitici, incluso la produzione di idrogeno.

Maurizio Prato, un’autorità mondiale nel campo dei materiali nanostrutturati a base di carbonio, sottolinea che «si è molto parlato dell’utilizzo di nanotubi di carbonio come componente in sistemi elettrocatalitici avanzati, ma da un punto di vista pratico sono ancora relativamente pochi i sistemi con nanotubi integrati che siano qualificati per una reale implementazione industriale. Il nostro studio contribuisce a colmare tale mancanza». Michele Melchionna, che ha curato la sintesi dei nuovi catalizzatori, aggiunge che «il materiale da noi ideato e sviluppato parte da nanotubi di carbonio come base dell’intelaiatura complessiva, aggiungendo componenti metalliche in modo da esaltarne le proprietà catalitiche».

«Abbiamo stabilito un nuovo stato dell’arte nella ricerca per la produzione di idrogeno attraverso processi di elettrolisi – spiega il prof. Francesco Paolucci, docente dell’Università di Bologna -. Siamo ancora distanti dalla rivoluzione promessa dall’idrogeno per un’energia pulita e a impatto ecologico zero, ma questi risultati suggeriscono che la strada intrapresa è quella giusta».

 

HI-TECH NEWS

eFax Italia: il sito per inviare fax online

Un servizio utile ad aziende e professionisti per l’invio di documenti 

efax all devicesTutti ormai conoscono l’importanza della tecnologia e quanto quest’ultima abbia cambiato le nostre abitudini in modo radicale. Una delle più importanti novità riguarda il modo di inviare documenti, non più attraverso il fax tradizionale – destinato ormai al pensionamento –, ma attraverso nuovi strumenti offerti dalla rete.

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Dalla ricerca dell’Università di Trento il feltro hi-tech che difende dal grande freddo

Il tessuto è stato brevettato da un team di ricerca del Dipartimento di Ingegneria industriale. Sorarù: «ha un potere di isolamento termico tra i più alti mai misurati finora». 

feltro 50Per mettere il “cappotto” alla casa o per affrontare condizioni climatiche estreme arriva un feltro hi-tech. Duro come la ceramica e morbido come la lana, lo speciale tessuto è stato brevettato da un gruppo di ricerca del Laboratorio vetro e ceramici del Dipartimento di ingegneria industriale dell’Università di Trento dal gruppo guidato da Gian Domenico Sorarù, professore di Scienza e tecnologia dei materiali e di Materiali per l’energia, e comprende i ricercatori Emanuele Zera e Prasanta Jana.

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Presentati a Parma i risultati del progetto di ricerca “Pulmomed”

Il sistema biomedicale dell’Emilia Romagna ha fatto rete con i centri di ricerca per sviluppare nuove metodiche a basso costo e altamente sicure per la somministrazione di farmaci in polvere via aerea

farmaci da inalazione polmoni trasparenzaL’università di Parma ha ospitato la presentazione ufficiale dei risultati della ricerca volta ad individuare nuove tecnologie la somministrazione di farmaci in polvere sotto il progetto-ombrello “Pulmomed”, all’insegna della fattiva collaborazione tra i settori pubblico e  privato del biomedicale emiliano romagnolo.

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L’innovazione nei trasporti ferroviari passa da Treviso con un nuovo approccio alla lievitazione magnetica

Iniziativa della Girotto Brevetti di Spresiano che in collaborazione con la start up pisana Ales Tech ha brevettato il sistema “IronLev" per il cui funzionamento necessita di pochissima energia utilizzabile anche sulle tratte già esistenti

ironlev modellino lievitazione magnetica ferroviaIl futuro della mobilità su rotaia potrebbe presto approdare a carrozze che viaggiano su campi magnetici evitando attriti e dispersioni dovute al rotolamento, in modo sostanzialmente silenzioso e, soprattutto, non richiederebbero ulteriore energia per “sollevare” i convogli rispetto alle guide, come avviene ora in paesi come il Giappone o la Germania.

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“LISA”, ovvero il posto più tranquillo nell’universo

Lo ha ricreato la missione apripista “LISA Pathfinder” per testare la fattibilità dell’osservatorio gravitazionale che l’Agenzia Spaziale Europea vuole lanciare nello spazio nel 2034 in collaborazione con l’INFN e l’Università di Trento

ESAArtist s impression of LISA PathfinderA distanza di circa sei mesi dall’annuncio del via libera dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) alla missione “LISA” nel 2034, sono stati pubblicati sulla rivista Physical Review Letters i risultati finali della missione apripista “LISA Pathfinder” cui hanno collaborato l’Infn e l’Università di Trento.

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Al Free Electron Laser “Fermi” di Trieste osservata con un dettaglio senza precedenti una reazione fotochimica nel suo divenire

Ricerca condotta in collaborazione tra le università di Uppsala e Gothenburg (Svezia), Trieste, Institut Ruđer Bošković di Zagabria e Laboratorio di Chimica Fisica, Materia e Radiazione di Parigi

univeristà trieste laboratorio Fermi laserGirare il “film” di una reazione fotochimica, interpretandone i dettagli nascosti con l’aiuto di un calcolatore. E’ quello che ha fatto, grazie alle straordinarie potenzialità della sorgente laser a elettroni liberi “Fermi” di Trieste, un gruppo di ricerca composto da Università di Uppsala e Gothenburg, in Svezia, Institut Ruđer Bošković di Zagabria, Laboratorio Elettra-Fermi, Università di Trieste e Laboratorio di Chimica Fisica, Materia e Radiazione di Parigi. 

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Gli scarti dei prodotti lattiero caseari possono diventare carburante per l’aviazione

L’Univeristà di Tubinga ha messo a punto un processo biologico che consente la conversione del siero acido in un sottoprodotto utile alla produzione di carburante


latteProsegue lo sviluppo dell’economia circolare e l’utilizzazione degli scarti di un ciclo di produzione per attivare nuovi prodotti utili per altri settori, senza generare sprechi e riducendo considerevolmente l’inquinamento connesso con il loro smaltimento.

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Batterie a ioni di alluminio ultraveloci e con una vita da 250.000 cicli

La ricerca del Dipartimento di Scienze e Ingegneria dei Polimeri dell’Università di Zhejiang in Cina pubblicato su Science Advances. Fondamentale il ruolo del grafene

batteria ioni alluminioI centri di ricerca mondiali sono impegnati nel trovare una soluzione efficiente ed economia all’immagazzinamento dell’energia, specie per gli utilizzi in mobilità nei veicoli del prossimo futuro, cercando un’alternativa all’odierna tecnologia degli ioni di litio, che evidenzia limiti di velocità di carica e di capacità di immagazzinamento.

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Armature di grafene per l'elettronica del futuro: ricerca di UniTn e Fondazione Kessler

Pugno: «questi materiali disposti opportunamente, garantiscono una resistenza record, anche nell’ambiente ostico dello spazio»

grafene disposizione atomicaResistenza da record per le armature fatte con il grafene, quello che a buon diritto si definisce come il “materiale delle meraviglie” per le sue innumerevoli proprietà che non si finisce di scoprire: i suoi strati bidimensionali, composti solo da atomi di carbonio, garantiscono nel nanomondo (quello dei miliardesimi di metro) una resistenza che è 200 volte superiore a quella del materiale con cui sono realizzati i giubbotti antiproiettile.

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Ecler eMotus 5, interessanti diffusori acustici compatti per sonorizzare computer, televisioni ed altro

Sistemi a due vie dal gradevole design e buon equilibrio acustico

Ecler eMOTUS5PEcler ha appena presentato una nuova gamma di diffusori acustici compatti interessanti sia per lo stile che per la resa sonora.

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Dalla Fondazione Kessler di Trento un’app per effettuare ricostruzioni 3D con lo smartphone

Progetto nel programma europeo Horizon 2020 

FBK app replicate 1E’ in fase di test in contesti diversi un'applicazione che si pone l'obiettivo di sfruttare la fotocamera degli smartphone (o dei tablet), per ricostruire oggetti e ambienti in 3D. Si tratta di un progetto di realtà aumentata, finanziato dal programma europeo di ricerca e innovazione Horizon 2020, coordinato dalla Fondazione Bruno Kessler di Trento e che coinvolge altri sei partner europei, tra cui l'Eth di Zurigo, il Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut e la società “t2i-trasferimento tecnologico e innovazione” di Treviso.

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Brevetto sulle proprietà mediche dell’ossido di zirconia sviluppato da Ca’ Foscari acquisito da Brenta Srl

La start-up innovativa vicentina crede nelle applicazioni sanitarie del nuovo prodotto nanotecnologico

zirconia mesoporosaNanoparticelle di zirconia mesoporose capaci di effettuare contemporaneamente diagnosi e terapia di patologie specifiche sono state sintetizzate e sviluppate da alcuni ricercatori del gruppo “Chimica fisica dei materiali” del Dipartimento di Scienze molecolari e nanosistemi dell’Università Ca’ Foscari Venezia. Si tratta di un’invenzione talmente promettente, che un’azienda vicentina del nanotech per l’industria chimico-farmaceutica ha deciso di investirci, acquistando il brevetto e lanciando una nuova collaborazione con l’università. 

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Modificata la composizione del materiale più leggero del mondo: nanotubi di carbonio rimpiazzano grafite

Si ipotizzano da subito numerose applicazioni per il materiale messo a punto dai ricercatori delle univesità di Kiel (Germania) e di Trento

aerografiteNuove ricerche applicate hanno suggerito l’opportunità di cambiare la composizione del materiale più leggero del mondo, l’aerografite: usando nanotubi di carbonio al posto della grafite, secondo i ricercatori dell'università tedesca di Kiel che hanno sviluppato il nuovo materiale in collaborazione con i ricercatori dell'Università di Trento, si è creato un nuovo prodotto dalle notevoli proprietà meccaniche e fisiche che potrebbe essere usato per produrre accumulatori di energia ultra leggeri per automobili, schiume protettive per veicoli spaziali o impalcature 3D su cui coltivare cellule per la rigenerazione dei tessuti.

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Batterie al litio, nuove procedure tecnologiche per abbatterne il costo e aumentarne la capacità

L’Univeristà del Texas sviluppa nuovi approcci utilizzando nuovi materiali e lavorazioni nanostrutturate

Università texas nuovi materiali batterie litio idea batteryIl futuro sarà sempre più connesso con l’accumulo di energia tramite le batterie al litio. Peccato che questo materiale non sia infinito e la maggiore richiesta già avuta negli ultimi anni, che è destinata a crescere ulteriormente nel tempo, ha spinto i ricercatori di tutto il mondo a cercare nuove metodiche di produzione e nuovi materiali.

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BenVista PhotoZoom Pro 7: la soluzione software leader per l'ingrandimento e la riduzione di grafica e foto digitali

L’applicativo (disponibile sia come sia come applicazione autonoma che come plug-in) consente di elaborare immagini in modo superbo, risolvendo situazioni critiche

PhotoZoom Pro 7 Boxshot Transparent 800pxA tutti è capitato ameno una volta trovarsi a lottare con un’immagine fotografica o grafica a bassa risoluzione tale da non poter essere sufficientemente ingrandita se non con una notevole perdita di qualità sottoforma di artefatti e distorsioni, con un risultato visivo difficilmente accettabile.

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