Un catalizzatore efficiente per l’idrogeno del futuro
I problemi di sicurezza possono essere risolti con nuove reazioni chimiche
Come saranno prodotti i vettori energetici del futuro che, con tutta probabilità, saranno meno inquinanti rispetto a quelli oggi in commercio? Non immaginiamoci apparecchi futuristici o impianti industriali dalle proprietà supersoniche. I combustibili saranno realizzati in maniera non dissimile rispetto a quella attuale, ossia attraverso operazioni chimiche, magari semplicemente un po' più raffinate. Lo aiuta a capire la ricerca che ha vinto il premio Protezione Ambiente degli Eni Award 2016, realizzata dal gruppo guidato da David Milstein, Israel Matz Professor di Chimica organica e direttore del Kimmel Center of Molecular Design presso il Weizmann Institute of Science.
In buona sostanza, il gruppo di ricercatori ha progettato e sviluppato nuovi catalizzatori che consentono lo sviluppo di reazioni chimiche innovative, ad alta valenza ambientale. Più nel dettaglio, queste ultime avvengono attraverso complessi metallici progettati ad hoc, in condizioni moderate e senza produzione di scarti, risultando così utili sia nell’ambito della sintesi chimica pulita e selettiva che in quello dell’energia sostenibile. Un lavoro che può avere ricadute immediate, anche su larga scala: «I nostri obiettivi principali - racconta Milstein - sono innanzitutto lo sviluppo di nuovi catalizzatori che consentano l’avvio di processi chimici efficienti di importanza industriale. In secondo luogo, c’è la produzione di nuove reazioni catalitiche che vadano nella direzione dell’energia verde, compresa la generazione di idrogeno da biomassa, la preparazione di biocarburanti avanzati, la conversione di anidride carbonica in carburanti e lo sviluppo di vettori di idrogeno organici liquidi».
In quest’ultimo caso, soprattutto, la possibilità di applicazione non solo sperimentale appare evidente: il gas idrogeno è il combustibile più pulito a nostra disposizione, poiché la sua combustione genera soltanto acqua, ma il
suo stoccaggio ad alta pressione o criogenico (ad esempio, per le automobili) non è efficiente e pone problemi di sicurezza, motivo per cui la ricerca si sta dirigendo verso l’individuazione di liquidi organici adatti a generarne quantità significative. Questi liquidi, infatti, possono produrre questo elemento chimico per azione di un catalizzatore, evitando la pressurizzazione e risolvendo molti degli attuali problemi legati allo stoccaggio e trasporto di questa risorsa energetica. In particolare, il team israeliano ha realizzato un sistema ad alta capacità basato su un liquido abbondante e a basso costo, l’etanolammina: sotto l’azione di un catalizzatore specificamente progettato per questo scopo, essa subisce una reazione che libera gas idrogeno al momento opportuno, per poi essere prontamente rigenerata utilizzando lo stesso catalizzatore tramite un processo di idrogenazione off-site. Questa tecnica ha buone speranze di essere usata per realizzare finalmente sistemi alimentati a idrogeno sicuri ed efficienti, di cui si parla da quasi quindici anni a questa parte senza però vedere risultati significativi.