Membrane porose per produrre idrogeno

La ricerca di fonti di energia alternative e di nuove modalità di sfruttamento delle stesse ha posto l’attenzione spesso sull’idrogeno, da utilizzare come vettore energetico per alimentare veicoli spinti da celle a combustibile.

Sulla strada verso l’economia dell’idrogeno, una delle pietre miliari da porre con certezza è il processo di produzione dell’idrogeno stesso, che attualmente utilizza metodi che non hanno ancora raggiunto elevati standard di pulizia ed efficienza.

Mercouri G. Kanatzidis, chimico della Northwestern University, insieme con il collega Gerasimos S. Armatas, ha sviluppato una classe di materiali porosi, con struttura a nido d’ape che è risultata molto efficiente nel processo di separazione dell’idrogeno da complesse miscele di gas.

Gli attuali metodi sono caratterizzati da un primo stadio di processo che fornisce come prodotti finali idrogeno combinato con biossido di carbonio e metano. Nello stadio successivo avviene la separazione delle diverse molecole in base alle loro dimensioni, secondo una procedura assai complessa.

Kanatzidis e Armatas propongono ora una soluzione diversa: il loro metodo infatti si basa sulla polarizzazione, ovvero sull’interazione delle molecole di gas con le pareti del materiale quando le molecole si muovono attraverso una membrana realizzata con i nuovi materiali.

Questi ultimi, una nuova famiglia di calcogenuri ad alto contenuto di germanio, mostrano infatti parametri di assoluto rilievo, in particolare, nella separazione dell’idrogeno dal biossido di carbonio e dal metano, secondo quanto si apprende dall’articolo di resoconto pubblicato sull’ultimo numero della rivista “Nature Materials”.

Nei test effettuati sulla membrana con una complessa miscela di quattro gas, si è visto come l’idrogeno passi per primo, seguito nell’ordine dal monossido di carbonio, dal metano e dal biossido di carbonio: in definitiva, la diffusione attraverso il materiale poroso avviene con massima facilità per l’idrogeno, che interagisce molto debolmente con i composti della membrana, e con difficoltà crescente per le altre molecole.

Un altro notevole vantaggio di grande utilità pratica è la possibilità di svolgere il processo in un intervallo di temperature non estreme, ovvero tra zero gradi Celsius e la temperatura ambiente.

Fonte: http://lescienze.espresso.repubblica.it