La nanotecnologia per favorire la conservazione dell’idrogeno
Uno dei maggiori ostacoli ai veicoli privi di carbonio alimentati da idrogeno resta trovare un materiale in grado di conservare idrogeno a sufficienza. Purtroppo, né l’idrogeno compresso né l’idrogeno liquefatto potrebbero essere capaci di densità volumetrica sufficiente. Il progetto NANOHY (Novel nanocomposites for hydrogen storage applications), finanziato dall’UE, ha prodotto modellazione teorica, sintesi, caratterizzazione e verifica di nuovi materiali nanocompositi per la conservazione dell’idrogeno. Ha combinato gli ultimi sviluppi negli idruri di metallo, composti che legano l’idrogeno e lo rilasciano al momento del riscaldamento, con concetti innovativi per la personalizzazione delle proprietà dei metalli. È stato preparato del lavoro sperimentale verso l’integrazione delle nanoparticelle di idruro di metallo in modelli di nanocarbonio che hanno funzionato come impalcature per formare i nanocompositi. La crio-infiltrazione è stata uno dei nuovi metodi impiegati per preparare tali compositi. Gli scienziati hanno migliorato proprietà come la temperatura e la pressione d’esercizio, la facilità di reversibilità del legame e l’interazione tra idruri e ambiente per una maggiore sicurezza. Il rivestimento delle nanoparticelle di idruro in strati di polimeri auto-assemblati o il loro incapsulamento in gusci di polimero ha offerto stabilità e protezione dall’ossidazione. NANOHY ha introdotto metodi sofisticati come lo spargimento inelastico o lo spargimento di neutroni a piccolo angolo per effettuare analisi sui sistemi nano-confinati. Gli scienziati hanno dimostrato per la prima volta la nanodispersione di idruri complessi in un’impalcatura di carbonio microporoso. L’idruro di magnesio, tra gli idruri di metallo meglio studiati, ha dimostrato proprietà termodinamiche modificate una volta incorporato nei supporti di carbonio poroso. Gli scienziati hanno concluso che questi effetti termodinamici sono limitati agli idruri reversibili e alle particelle di dimensioni inferiori a 2 nm. Infine, i ricercatori hanno migliorato con successo gli idruri nano-confinati e li hanno incorporati in un serbatoio di verifica di laboratorio con risultanti promettenti. Una vera scoperta nel difficile problema della conservazione dell’idrogeno per un’economia basata sull’idrogeno. La nanoparticella di idruro ha rivelato ottime proprietà di ciclo, eliminando il bisogno di un catalizzatore. Sono stati effettuati venti cicli di idrogenazione/deidrogenazione. Fatta eccezione per la conservazione dell’idrogeno, altre aree potrebbero trarre vantaggio dalla ricerca di NANOHY, come lo sviluppo di materiali della batteria con capacità di conservazione superiori, migliore sicurezza e proprietà di ciclo migliorate. Il progetto ha divulgato i suoi risultati in numerose pubblicazioni e presso conferenze e laboratori.
Parole chiave
Nanotecnologia, conservazione dell’idrogeno, veicoli a celle a combustibile, nanocompositi, idruri
