Massimizzare lo stoccaggio dell'idrogeno
L'uso dello spillover dell'idrogeno è stato esaminato per aumentare l'assorbimento di idrogeno in materiali nanoporosi. Nonostante tecniche di preparazione del materiale quasi identiche, sono state registrate inspiegabili variazioni nell'ordine di grandezza dell'assorbimento di idrogeno. Per comprendere lo spillover di idrogeno a livello molecolare, scienziati finanziati dall'UE hanno iniziato il progetto HSPILL-CEMA ("Optimization of hydrogen storage via spillover through a combined experimental and modeling approach"). Le scoperte dello studio saranno usate per progettare nuovi materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno e per l'idrogenazione catalitica. L'attenzione si è concentrata sull'identificazione di strutture che massimizzano l'assorbimento di idrogeno. Gli scienziati hanno studiato materiali basati sul carbonio e a struttura microporosa metallo-organica per identificare specifici siti di legame per lo stoccaggio dell'idrogeno. Sono stati valutati anche fattori quali gli effetti di dimensione, composizione del materiale e struttura del catalizzatore. Inoltre, HSPILL-CEMA ha tentato di chiarire il possibile ruolo dei cocatalizzatori nell'ottimizzare l'assorbimento mediante il meccanismo dello spillover di idrogeno. Un altro compito era quello di determinare in che modo gli eteroatomi influiscono sulla mobilità dell'idrogeno verso/da catalizzatori a base di carbonio. Le scoperte teoriche erano in linea con gli esperimenti, ma non erano in grado di spiegare la relativa stabilità e riproducibilità delle superfici sperimentali. Sono state identificate nuove interfacce catalizzatore-carbonio candidate, che consentono una pronta diffusione dell'idrogeno. Inoltre, alcune strutture di carbonio appena scoperte avevano il potenziale per "seminare" il processo dello spillover di idrogeno. Identificare i siti di legame chiave responsabili per l'elevato assorbimento di idrogeno dovrebbe aumentare in modo significativo la riproducibilità nei materiali per lo spillover di idrogeno che sono ottimizzati per l'adsorbimento quasi a temperatura ambiente. Le scoperte del progetto dovrebbero trovare anche applicazione nell'idrogenazione catalitica per miglioramento, adsorbimento e catalisi del carburante, e nei dispositivi basati sul grafene.
