La rivista "Cell Reports Physical
Science" pubblica oggi la scoperta di un nuovo metodo messo a
punto da un team composto da ricercatori di tre istituti del Cnr
per comprendere l'evoluzione temporale su scala atomica di un
nuovo catalizzatore a basso costo ed alta efficienza "NiGraf"
per la produzione elettrolitica di idrogeno dall'acqua. Guidato
da Cinzia Giannini dell'Istituto di cristallogragia del Cnr di
Bari, Alessandro Lavacchi dell'Istituto dei composti
organometallici del Cnr di Firenze e Mario Pagliaro
dell'Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati del
Cnr di Palermo, il team ha prima inventato un catalizzatore
completamente nuovo, incapsulando la struttura dell'ossido di
grafene all'interno - e non alla superficie - del reticolo
cristallino di nanoparticelle a base di nickel. E poi ha
sviluppato un nuovo metodo per studiare in condizioni operative,
cioè all'interno di una cella elettrolitica, il comportamento
della struttura del "NiGraf" a livello atomico utilizzando il
fascio di raggi X ad alta intensità dell'acceleratore del
"Brookhaven National Laboratory", negli Stati Uniti.
Nel mondo, circa 60mila delle 60 milioni di tonnellate di
idrogeno prodotte ogni anno vengono ottenute scindendo l'acqua
per via elettrolitica su elettrodi in cui il materiale
catalitico è il nickel, un metallo abbondante e a basso costo.
Quando l'elettricità impiegata nel processo è derivata da fonti
rinnovabili come il sole, l'acqua e il vento, si ottiene
l'idrogeno "verde", che poi riconvertito in acqua nelle celle a
combustibile idrogeno rende disponibile l'energia accumulata in
modo programmabile. Per questo, l'elettrolisi a basso costo è
considerata una delle tecnologie chiave della transizione
energetica. Per abbassarne il costo, occorre fra l'altro
sviluppare nuovi materiali catalitici più efficienti e
durevoli."Entrambi i metodi per far interagire in modo
vantaggioso la speciale struttura planare del grafene con il
reticolo cristallino di nanoparticelle a base di nickel e per
comprenderne l'evoluzione temporale su scala atomica - spiegano
Rocco Caliandro ed Enrico Berretti, primi autori dello studio -
hanno valore generale per lo sviluppo dei nuovi
elettrocalizzatori per la produzione di idrogeno dall'acqua".
Gli studi sono stati finanziati dal Pnrr nell'ambito della
progettualità delle ricerche sull'idrogeno. "Questo risultato,
reso possibile dalla collaborazione fra diversi Istituti del Cnr
- concludono Giannini, Lavacchi e Pagliaro - dimostra ancora una
volta come siano i grandi progetti nazionali a poter dare alla
ricerca italiana la massa critica necessaria a realizzare grandi
progressi scientifici e non semplice ricerca incrementale".
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