Nanoparticelle: soluzioni alternative per l'energia pulita

Il professor Schaak, alla guida del gruppo di ricercatori, ha spiegato che lo scopo della nanoparticella al fosfuro di nichel è contribuire a produrre idrogeno dall'acqua, processo fondamentale per molte tecnologie energetiche, tra cui le celle a combustibile e alcune celle fotovoltaiche di ultima generazione. L'acqua è un combustibile ideale, ma dobbiamo essere in grado di estrarne idrogeno: per questa operazione abbiamo bisogno, allo stato attuale, di una grande quantità di energia.

Per risolvere questo problema e rendere la sua produzione più pratica ed industrializzabile, gli scienziati da anni cercano un modo per innescare le reazioni chimiche necessarie con un catalizzatore economico, che sostituisca il platino, costoso e relativamente raro. "Poco alla volta siamo arrivati alla conclusione che questo composto di nichel e fosforo è un ottimo candidato per sostituire il platino, vista la sua particolare reattività nella produzione di idrogeno, paragonabile alle migliori alternative al platino." ha detto Schaak.

 

I ricercatori hanno utilizzato dei sali metallici disponibili commercialmente: una volta disciolti i sali in solventi ed aggiunte altre sostanze, l'innalzamento termico della soluzione ha portato alla formazione di queste nanoparticelle. Si è formata così una nanoparticella con geometria definita quasi-sferica: questa apparente imperfezione, che presenta sulla sfera molti bordi piatti esposti, offre una elevata area superficiale, dove i bordi piatti costituiscono un gran numero di siti disponibili per catalizzare la reazione chimica che produce idrogeno.
 

Il passo successivo è stato affidato ad un team del California Institute of Technology, che ha testato le prestazioni delle nanoparticelle nel catalizzare le reazioni chimiche. I ricercatori hanno eseguito questi test collocando le nanoparticelle su una speciale carta stagnola al titanio ed immergendo la carta in una soluzione di acido solforico. Applicando quindi una tensione hanno misurato la corrente prodotta, scoprendo una efficace risposta nel passaggio di elettroni e quindi nella reazione avvenuta.

 

"La tecnologia delle nanoparticelle ha già aperto le porta ad un'energia più economica e più pulita, ma allo stesso tempo anche più efficiente", ha detto Schaak. "L'obiettivo è ora quello di migliorare ulteriormente le prestazioni di queste nanoparticelle e di comprendere meglio qual è il principio alla base del loro funzionamento. Inoltre, il nostro successo ottenuto con il fosfuro di nichel può fare da apripista verso la scoperta di altri catalizzatori, forse ancora più performanti, derivati da materiali abbondanti in natura".
 

La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation e il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, due enti di ricerca di altissimo livello: si prevedono infatti applicazioni anche in altri settori cruciali, come la medicina e la microelettronica.

 

(autore: Giacomo Matera Capicciuti)