All’avanguardia nella generazione di calore a zero emissioni
Nel 1989, gli elettrochimici Martin Fleischmann e Stanley Pons affermarono di aver dimostrato la fusione fredda, ovvero di aver ottenuto una reazione nucleare a temperatura ambiente. I loro esperimenti prevedevano il caricamento di deuterio, un isotopo stabile dell’idrogeno, in un metallo palladio. Questa svolta prometteva di aprire le porte alla generazione di idrogeno e a una fonte di energia praticamente illimitata, economica e pulita, con un impatto ambientale minimo. Tuttavia, le difficoltà nel replicare questi esperimenti hanno portato la comunità scientifica a dubitare persistentemente della possibilità della fusione fredda. «Ciononostante, dal 2015 Google sta spendendo milioni su questo tema», afferma il coordinatore del progetto HERMES(si apre in una nuova finestra) Pekka Peljo della Università di Turku(si apre in una nuova finestra) in Finlandia. «Ciò ha portato alla pubblicazione dei risultati su “Nature”(si apre in una nuova finestra) nel 2019. Sebbene non sia stata ancora trovata alcuna prova di questo fenomeno, il documento chiarisce che ci sono ancora molte cose interessanti da scoprire in questo campo».
Analisi dei sistemi elettrochimici Pd-D
L’obiettivo del progetto HERMES, finanziato dall’UE, era quello di esplorare queste possibilità, studiando gli effetti anomali del palladio caricato con deuterio (Pd-d) a varie temperature. L’obiettivo del progetto HERMES, finanziato dall’UE, era quello di esplorare queste possibilità, studiando gli effetti anomali del palladio caricato con deuterio (Pd-d) a varie temperature. «Abbiamo pensato che sarebbe stato interessante esplorare questo aspetto», aggiunge l’autore. «Un’altra motivazione è stata la crisi climatica. Abbiamo bisogno di nuove fonti di energia, quindi anche opzioni improbabili come la fusione fredda dovrebbero essere prese in considerazione». HERMES ha applicato tecnologie all’avanguardia per preparare, caratterizzare e studiare sistemi elettrochimici Pd-D, sia a temperatura ambiente che a temperature fino a 600 gradi Celsius. Gli esperimenti consistevano essenzialmente nella generazione elettrochimica di idrogeno o deuterio dall’acqua. Lo scopo di questi esperimenti era verificare che, pur non potendo osservare effetti nucleari, si potevano comunque ottenere informazioni sulla generazione di idrogeno.
Nuove intuizioni sulla generazione di idrogeno
HERMES ha contribuito a confermare le principali scoperte della ricerca di Google, ovvero che la fusione fredda non è ancora stata dimostrata (il team di Google ha recentemente pubblicato un nuovo studio su «Nature»)(si apre in una nuova finestra). Tuttavia, combinando la sintesi e la caratterizzazione dei materiali con nuovi metodi computazionali, sono state ottenute nuove intuizioni sulla reazione di evoluzione dell’idrogeno, un processo chimico che produce idrogeno. «Le nanostrutture che abbiamo realizzato ci hanno dato anche interessanti indicazioni su come le dimensioni e la forma del materiale possano influenzare l’evoluzione dell’idrogeno», spiega. «Una scoperta interessante è stata che i nanomateriali non erano in grado di raggiungere carichi di idrogeno sufficientemente elevati a causa del loro effetto superficiale». Il progetto ha anche preso in considerazione l’utilizzo di varie leghe e del palladio come catalizzatore per l’evoluzione dell’idrogeno. Sebbene siano ancora lontani dall’essere conclusivi, gli spunti tratti da questo lavoro hanno fornito nuove prospettive in questo campo. Inoltre, diversi strumenti e metodi sviluppati nel progetto, ad esempio per misurare il calore e caratterizzare le particelle, potrebbero essere utilizzati anche in altri esperimenti.
Scienza dei materiali, elettrochimica e modellizzazione al calcolatore
Il team del progetto spera di proseguire su questo lavoro e di applicare le conoscenze acquisite ad altri materiali. «Il palladio è utilizzato anche come catalizzatore nell’industria chimica, quindi potrebbero esserci delle opportunità», osserva il ricercatore. Un altro importante risultato di HERMES è stata la formazione di numerosi dottorandi e studenti post-dottorato in una vasta gamma di discipline, tra cui la scienza dei materiali, l’elettrochimica e la modellizzazione al calcolatore. Molti di questi ricercatori hanno poi ottenuto posizioni a tempo pieno, garantendo all’Europa le competenze necessarie per avviare la rivoluzione dell’idrogeno.