Progressi nella produzione del perossido di idrogeno nelle celle a combustibile
il perossido di idrogeno, come l'idrogeno, immagazzina energia chimica rilascia calore dalla scomposizione in acqua e ossigeno, ma la produzione di perossido di idrogeno con il trattamento dell'antrachinone richiede impianti vasti e dispendiosi e il trasporto di questa sostanza è molto costoso, per cui l'utilizzo non è economicamente conveniente. Per risolvere il problema e garantire la disponibilità di perossido di idrogeno a richiesta e direttamente dove occorre, con il progetto NENA ("Nanostructures for energy and chemicals production"), finanziato dall'UE, è stata ottimizzata la produzione di questo composto chimico nelle celle a combustibile. Tra gli obiettivi del progetto era incluso lo sviluppo della chimica teorica e computazionale per la progettazione di materiali elettrocatalitici a scala nanometrica e la produzione di perossido di idrogeno e composti epossidici in una cella a combustibile con nanoparticelle di vari materiali. In primo luogo, gli scienziati hanno studiato un meccanismo per ridurre l'energia di attivazione della reazione di ossidazione dell'idrogeno; in base a questo modello, come catalizzatori efficaci sono stati considerati metalli del gruppo del platino, a causa del loro elevato potenziale elettrochimico (il cosiddetto livello di Fermi), motivo per cui invece il nichel e il cobalto sono pessimi catalizzatori. A seguito dello studio del meccanismo di riduzione dell'idrogeno e all'uso di vari ossidi e metalli come elettrocatalizzatori, per la produzione di perossido di idrogeno da una singola cellula è stata raggiunta una concentrazione dell'8%, un valore molto più elevato rispetto a quelli ottenuti finora. Con il progetto NENA è stata dimostrata la fattibilità della produzione di perossido di idrogeno tramite la reazione elettrochimica dell'ossigeno e dell'idrogeno in una cella a combustibile, una tecnica che potrebbe essere implementata a livello industriale nei prossimi anni; il nuovo processo potrebbe ridurre sensibilmente i costi di produzione del perossido di idrogeno e fornire l'opportunità di crearlo localmente con risorse rinnovabili. Dagli esiti del progetto, inoltre, si prevede la possibilità di creare un nuovo approccio alla produzione industriale delle sostanze chimiche la cui sintesi implica cambiamenti nello stato di ossidazione.
