Produrre idrogeno pulito senza ricorrere al platino: è questo il traguardo raggiunto da un gruppo di ricercatori della Washington University di St. Louis, che ha messo a punto un nuovo catalizzatore capace di rendere la produzione di idrogeno più economica, efficiente e concretamente scalabile per applicazioni reali nel settore energetico.
Un catalizzatore senza platino per l’idrogeno del futuro
Le energie rinnovabili sono fondamentali per tagliare le emissioni nocive e ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. Eppure molte tecnologie pulite restano costose, soprattutto perché si basano su materiali rari e cari come i metalli del gruppo del platino. Serve anche trovare modi efficienti per immagazzinare l’energia prodotta, e qui entra in gioco l’idrogeno.
Il team guidato dal professor Gang Wu, docente di ingegneria energetica, ambientale e chimica alla McKelvey School of Engineering, ha sviluppato un catalizzatore pensato specificamente per un elettrolizzatore a membrana a scambio anionico (in sigla AEMWE). Questo dispositivo sfrutta l’elettricità generata da fonti rinnovabili per separare l’acqua in idrogeno e ossigeno, producendo così idrogeno pulito senza emissioni.
La novità sta nella composizione del catalizzatore. Invece di usare platino, i ricercatori hanno combinato fosfuro di renio (Re2P) e fosfuro di molibdeno (MoP). Il risultato è un materiale composito che migliora sensibilmente il processo di estrazione dell’idrogeno dall’acqua. Il componente a base di renio facilita l’adsorbimento e il rilascio dell’idrogeno sulla superficie del catalizzatore, mentre il molibdeno accelera la scissione dell’acqua nell’elettrolita alcalino. Due materiali che, lavorando insieme, fanno quello che prima richiedeva metalli molto più costosi. Come ha spiegato Wu: “Passare dall’acqua all’idrogeno è un modo molto interessante per immagazzinare energia destinata a diverse applicazioni. L’idrogeno stesso può essere usato come vettore energetico ed è utile per varie industrie chimiche e manifatturiere”.
Durata record e prestazioni superiori ai sistemi tradizionali
I risultati non si fermano all’efficienza. Il nuovo catalizzatore ha dimostrato anche una durabilità notevole. Abbinato a un anodo in nichel e ferro, il sistema ha superato le prestazioni di un catodo considerato all’avanguardia, incluso uno basato proprio sui metalli del gruppo del platino. E non di poco.
Secondo quanto dichiarato dal professor Wu, il catalizzatore ha funzionato per oltre 1.000 ore a densità di corrente di livello industriale, ovvero 1 e 2 ampere per centimetro quadrato. Questo lo rende uno dei catodi senza platino più resistenti mai sviluppati per elettrolizzatori a membrana a scambio anionico.
“I nostri risultati ci hanno permesso di comprendere il ruolo cruciale dell’ingegnerizzazione della rete di legami idrogeno all’interfaccia tra catalizzatore ed elettrolita nella progettazione di AEMWE ad alta efficienza e basso costo”, ha aggiunto Wu. Il catalizzatore ha mostrato la resistenza più bassa nell’intero intervallo di potenziale studiato, il che suggerisce la cinetica di adsorbimento dell’idrogeno più rapida tra tutti i catalizzatori analizzati.
Verso la produzione di idrogeno pulito su larga scala
Gli esperimenti finora si sono svolti in laboratorio, ma il gruppo di ricerca punta già oltre. L’obiettivo è capire se questa tecnologia possa essere espansa a livello industriale, aprendo la strada a una produzione di idrogeno pulito davvero accessibile e diffusa. Lo studio, finanziato dal fondo di avviamento di Gang Wu presso la Washington University di St. Louis, è stato pubblicato sul Journal of the American Chemical Society nel maggio 2026.