Innovativo metodo per l’estrazione di idrogeno dall’acqua di mare
Recentemente, un team di scienziati ha sviluppato un metodo innovativo per estrarre idrogeno dall’acqua di mare in modo altamente efficiente. Questa scoperta, realizzata presso l’Università di Sharjah, rappresenta una soluzione ecologica per ottenere idrogeno direttamente dall’acqua salata, senza la necessità di dissalazione. La tecnica si rivela particolarmente vantaggiosa per le regioni costiere aride, dove l’accesso a fonti d’acqua dolce è limitato. Grazie a questo approccio, è possibile sfruttare una risorsa abbondante come l’acqua di mare, contribuendo così a una produzione sostenibile di idrogeno.
Caratteristiche dell’elettrodo multi-strato
Al centro di questa innovazione si trova un elettrodo multi-strato progettato per resistere alla corrosione e al degrado delle prestazioni, fenomeni comunemente associati agli ioni cloruro durante il processo di elettrolisi dell’acqua di mare. Questo elettrodo è stato realizzato all’interno di un microambiente ingegnerizzato, che ne migliora l’efficacia e la durabilità. Durante gli esperimenti, i ricercatori sono riusciti a estrarre idrogeno senza dover rimuovere i sali minerali presenti nell’acqua di mare né aggiungere sostanze chimiche, un risultato significativo pubblicato sulla rivista scientifica Small.
Innovazioni nella struttura dell’elettrodo
Il team di ricerca ha scoperto che l’aggiunta di boro alla matrice Ni-OOH genera un film protettivo di metaborato. Questo strato non solo previene la dissoluzione dei metalli, ma impedisce anche la formazione di ossidi non conduttivi, migliorando così la resistenza alla corrosione del collettore di corrente in ambienti salini. “Abbiamo sviluppato un elettrodo multi-strato innovativo che può estrarre idrogeno direttamente dall’acqua di mare in modo efficiente e sostenibile”, ha dichiarato il dott. Tanveer Ul Haq, Professore Associato nel Dipartimento di Chimica dell’Università di Sharjah e autore principale dello studio.
Prestazioni e potenzialità del nuovo sistema
L’elettrodo personalizzato affronta con successo molteplici sfide, creando un microambiente protettivo e reattivo che migliora le prestazioni e resiste ai danni. Il nuovo design dell’anodo, sviluppato dai ricercatori, raggiunge una densità di corrente industrialmente valida di 1,0 A cm² a 1,65 V in condizioni standard. Questo rappresenta un passo significativo verso una produzione di idrogeno scalabile e senza dissalazione direttamente dall’acqua di mare. “Il sito attivo Co funzionalizzato covalentemente con la base di Lewis CO2 stabilisce un’interazione dinamica che continua a scindere le molecole d’acqua mentre sequestra ioni H+”, hanno spiegato i ricercatori.
Implicazioni per la produzione di idrogeno verde
Questa acidificazione non solo migliora la cinetica della reazione di evoluzione dell’ossigeno (OER), ma protegge anche dagli attacchi clorurati e dalla formazione di precipitati. Ciò affronta le principali barriere di stabilità ed efficienza nell’elettrolisi diretta dell’acqua di mare. Eliminando la necessità di acqua dolce e di dissalazione ad alta intensità energetica, questa tecnologia potrebbe aprire la strada alla creazione di fattorie di idrogeno alimentate da energia solare in aree costiere aride, come quelle degli Emirati Arabi Uniti. Qui, l’acqua di mare e la luce solare sono abbondanti, mentre l’acqua dolce è scarsa. Se implementato correttamente, il sistema potrebbe facilitare la produzione di grandi quantità di “idrogeno verde”, generato attraverso elettrolisi utilizzando energia rinnovabile, come riportato da Engineering & Technology.
Rivoluzione nella produzione di idrogeno nelle regioni costiere
Yousef Haik, Professore di Ingegneria Meccanica e Nucleare all’Università di Sharjah e autore corrispondente dello studio, ha sottolineato che il nuovo sistema è in grado di generare idrogeno a tassi industrialmente rilevanti di 1 ampere per centimetro quadrato, con un basso input energetico. “Questo potrebbe rivoluzionare il nostro modo di pensare alla produzione di idrogeno nelle regioni costiere, specialmente in paesi aridi come gli Emirati Arabi Uniti, dove l’acqua dolce è limitata ma la luce solare e l’acqua di mare sono abbondanti”. La forza di questa tecnologia risiede nella struttura avanzata e multi-strato dell’elettrodo, che non solo resiste alle dure condizioni dell’acqua di mare, ma prospera in esse, come riportato da SciTechDaily.
