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Idrogeno: Dall’Università della Calabria una speranza per produrre energia pulita

    Ha avuto un grande impatto mediatico un lavoro sulla produzione ed immagazzinamento di idrogenoidrogeno
    Primo elemento della tavola periodica, presente sulla Terra in forma combinata, soprattutto nell’acqua e nei composti organici. Esso è costituito da 3 isotopi: prozio (cioè l’idrogeno propriamente detto) per più del 99.9 %, il deuterio e il trizio. La forma molecolare dell’idrogeno (H2) dà origine ad un gas inodore, incolore, altamente infiammabile e molto più leggero dell’aria (ecco perché lo si trova in bassissime concentrazioni in atmosfera).
    utilizzando il grafene, realizzato da una collaborazione internazionale coordinata dal Dipartimento di Fisica dell’Unical e pubblicato sulla rivista ACS Nano (impact factor 12.9). A questo progetto hanno partecipato il prof. Gennaro Chiarello, la dr.ssa Anna Cupolillo e il dr. Antonio Politano, nonché il sig. Vito Fabio.

    La “nano-fabbrica” e il “nano-magazzino” di idrogeno, il combustile per i dispositivi energetici del futuro, costituisce l’applicazione più promettente del grafene nell’ambito energetico. Verso questa tematica c’è una grande attenzione sia da parte del mondo accademico sia da parte delle industrie.

    Per la prima volta, si è usato lo stesso materiale per entrambi i processi (stoccaggiostoccaggio
    Attività di raccolta e deposito di una determinata risorsa. 
    e produzione)
    , con interessanti prospettive di realizzare dispositivi energetici più compatti grazie ad un unico materiale multifunzionale.

    Spettroscopia vibrazionale e fotoelettronica di nanostruttureIl percorso che ha portato a questa scoperta è stato lungo. Nel 2004 il prof. Chiarello aveva osservato che i nanotubi di carboniocarbonio
    Elemento chimico costituente fondamentale degli organismi vegetali e animali. È alla base della chimica organica, detta anche chimica del carbonio: sono noti più di un milione di composti del carbonio. È molto diffuso in natura, ma non è abbondante: è presente nella crosta terrestre nella percentuale dello 0,08% circa, e nell’atmosfera prevalentemente come monossido (CO) e biossido (CO2CO2
    Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell’atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).

    ) di carbonio (anidride carbonica). Allo stato di elemento si presenta in due differenti forme cristalline: grafite e diamante. potessero essere utilizzati per immagazzinare idrogeno a temperatura ambiente. Dopo l’isolamento del grafene, l’attenzione della comunità scientifica si è mossa verso questo nanomateriale a base di carbonio. Nel 2010 nel laboratorio di Spettroscopia vibrazionale e fotoelettronica di nanostrutture erano stati condotti esperimenti innovativi sull’interazione dell’acqua con il grafene supportato da metalli. I risultati ottenuti contraddicevano la comune percezione sulla reattività chimica del grafene. Per meglio comprendere i risultati, è stato necessario costruire negli anni un consorzio di sette istituzioni che ha permesso di mettere in luce per la prima volta che il grafene possiede capacità uniche per lo stoccaggio di idrogeno ed, inoltre, per produrre energiaenergia
    Fisicamente parlando, l’energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L’unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
    partendo da una fonte totalmente rinnovabile ed inesauribile: l’acqua
    . Sono state coinvolte, oltre al nostro Ateneo, anche le università straniere di Hanyang di Seoul, degli Urali ed Autónoma di Madrid, mentre in l’Italia hanno partecipato le università di Padova e Milano-Bicocca, Elettra Sincrotrone Trieste e l’Istituto dei Sistemi Complessi del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR).

    Attualmente, si stanno studiando questi fenomeni anche con le nanobolle di grafene, che sono state sintetizzate e caratterizzate per la prima volta a Trieste durante un esperimento con radiazione di sincrotrone guidato dal dr. Politano e successivamente completato con misure di microscopia a scansione tunnel (STM) presso l’Istituto di Struttura della Materia del CNR di Roma. Tali risultati sono stati oggetto di pubblicazione sulla prestigiosa rivista Nano Letters (impact factor 13.6).

    Inoltre, con nuovi partner accademici ed industriali, che hanno subito mostrato grande interesse verso questi risultati, si sta avviando la progettazione di prototipi di dispositivi energetici che utilizzano questo nuovo processo chimico-fisico in condizioni sperimentali vicine a quelle ambientali e si sta estendendo lo studio anche allo stoccaggio di metanometano
    Idrocarburo che rappresenta il costituente principale del gas naturale.
    in materiali nanostrutturati a base di carbonio
    .

    Fonte: UniCal

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