La produzione di idrogeno dall'acqua è stata ampiamente studiata per utilizzarla come alternativa al carburante. Sebbene l'intenzione sia quella di ridurre l'inquinamento ambientale, la maggior parte dei processi sono meno efficienti e producono grandi quantità di emissioni di CO2. Tuttavia, recenti ricerche rivelano che MOF può aumentare la produzione di idrogeno fotocatalitico.
Grazie alla collaborazione tra il professor Kyriakos Stylianou del College of Science dell'Oregon State University e il suo team di ricercatori, è stato creato un fotocatalizzatore che consente una produzione di idrogeno rapida ed efficiente . La ricerca dimostra che questo nuovo strumento può essere utile per contrastare le emissioni di gas serra e i cambiamenti climatici.
Il professor Stylianou ha affermato: "Questo studio evidenzia il potenziale delle eterogiunzioni di ossidi metallici derivate da MOF come fotocatalizzatori per la produzione pratica di idrogeno, contribuendo allo sviluppo di soluzioni energetiche sostenibili ed efficienti".
Punti Salienti
- In 1 ora, un grammo di RTTA-1 ha prodotto più di 10,700 micromoli di idrogeno.
- Il processo ha utilizzato fotoni a un tasso impressionante del 10%, il che significa che 10 fotoni su 100 che colpiscono RTTA-1 contribuiscono alla produzione di idrogeno.
In questo studio, per derivare un'eterogiunzione di ossido metallico, i ricercatori hanno utilizzato un MOF. L'eterogiunzione derivata è una combinazione di 2 materiali che hanno proprietà complementari. Con essa, realizzano un catalizzatore che divide in modo efficiente e rapido l'acqua in idrogeno quando esposto alla luce solare.
Si riferiscono a questa eterogiunzione come RTTA e presenta ossido di rutenio e ossido di titanio derivati da MOF. Questi ossidi sono drogati con azoto e zolfo. Dopo aver testato più RTTA con varie quantità di ossidi, hanno trovato un vincitore.
Il professor Stylianou ha affermato: "Tra i vari materiali RTTA, l'RTTA-1, con il più basso contenuto di ossido di rutenio, ha mostrato la velocità di produzione di idrogeno più elevata e un'alta resa quantica."
I MOF sono costituiti da ioni metallici caricati positivamente e molecole organiche di collegamento. Possiedono inoltre strutture regolabili e pori di piccole dimensioni. Le proprietà dei MOF sono determinate dai componenti utilizzati nella loro progettazione.
Ecco un altro metodo per la produzione economicamente vantaggiosa di idrogeno verde con MXeni attivi, affermano i ricercatori del KIST.
Metodi non sostenibili di produzione dell'idrogeno
Il metodo di reforming del metano con vapore acqueo è un metodo convenzionale comunemente utilizzato per ricavare idrogeno dal gas naturale. Si tratta, nel suo complesso, di un processo che produce carbonio. Questo metodo prevede l'elettrocatalisi, ovvero il passaggio di corrente elettrica attraverso il catalizzatore. Oltre a inquinare l'ambiente, questo metodo è anche costoso. Il costo di produzione di un chilogrammo di idrogeno è di circa 1.50 dollari, mentre per 1 kg di idrogeno verde il costo è di circa 5 dollari.
Riguardo ai materiali utilizzati nella nuova ricerca, il Prof. Stylianou ha affermato: "L'ossido di rutenio non è economico, ma la quantità utilizzata nel nostro fotocatalizzatore è minima. Per le applicazioni industriali, se un catalizzatore dimostra buona stabilità e riproducibilità, il costo di questa piccola quantità di ossido di rutenio diventa meno rilevante."
Fonte : una ricerca dell'Università statale dell'Oregon scopre un modo migliore per produrre idrogeno verde
