Idrogeno verde e perovskiti potrebbero presto diventare una coppia decisiva nella corsa alla decarbonizzazione, almeno stando a quanto emerso da una ricerca dell’Università di Birmingham. L’idrogeno è da anni una delle grandi promesse per ridurre le emissioni, eppure continua a faticare a imporsi su larga scala. Quando brucia produce solo acqua, alimenta le celle a combustibile per generare elettricità in modo diretto e può servire da serbatoio per immagazzinare l’energia in eccesso che arriva dalle fonti rinnovabili. Tutto bello sulla carta, ma c’è un problema che pesa parecchio.
Oggi il 95% dell’idrogeno prodotto nel mondo dipende ancora dai combustibili fossili, perché i processi richiedono temperature altissime e quindi tanta energia. Ed è proprio qui che entra in gioco un catalizzatore a base di perovskite, capace forse di cambiare le carte in tavola.
Perché le temperature alte rovinano tutto
Tra le strade più interessanti per ottenere idrogeno pulito c’è la scissione termochimica dell’acqua, un processo in cui un catalizzatore spezza la molecola di H₂O nei suoi due componenti di base: idrogeno e ossigeno. Il principio sembra elementare, ma i numeri raccontano un’altra storia. I sistemi attuali lavorano a temperature spaventose: la scissione vera e propria avviene di solito tra 700 e 1.000°C, mentre la rigenerazione del catalizzatore, passaggio obbligato prima di ogni nuovo ciclo, arriva a chiedere addirittura tra 1.300 e 1.500°C.
Con questi valori il gioco non vale la candela. Il processo diventa così energivoro da cancellare i vantaggi economici e ambientali che dovrebbe portare. In laboratorio, su piccola scala, funziona. Ma trasformarlo in qualcosa di industriale è tutta un’altra faccenda.
Cosa cambia con le perovskiti BNCF
Il gruppo di ricerca guidato dal professor Yulong Ding, della School of Chemical Engineering dell’Università di Birmingham, ha mostrato che quelle temperature si possono abbassare parecchio usando un catalizzatore a base di perovskite. Le perovskiti sono materiali con una struttura reticolare particolare. Negli ultimi anni le abbiamo viste spesso dove c’entrava la luce, pensiamo ai pannelli fotovoltaici o ai display, ma in questo caso il discorso è diverso: parliamo di materiali capaci di assorbire ossigeno nel proprio reticolo cristallino e di agevolare la rottura di molecole come l’acqua. Nello specifico, i ricercatori hanno puntato sulle perovskiti BNCF, composte da bario, niobio, calcio e ferro, individuate come catalizzatori ideali per la reazione.
I risultati pubblicati dal team parlano chiaro. La prima fase, quella di rigenerazione del catalizzatore, può avvenire intorno ai 700-1.000°C. Ma la sorpresa vera è un’altra: la produzione di idrogeno scende fino a 150°C. Numeri che cambiano completamente la prospettiva.
Il professor Ding ha fatto notare un punto interessante. Temperature così basse permetterebbero di produrre idrogeno proprio accanto agli impianti che generano energia da fonti rinnovabili. E non solo. Settori industriali come acciaio, cemento, vetro e chimica potrebbero sfruttare l’enorme calore di scarto che già producono come fonte termica per ricavare idrogeno a bassa temperatura. In pratica un’acciaieria potrebbe fabbricare il proprio idrogeno sul posto, usando quel calore che oggi finisce disperso nell’aria, e tagliando di netto costi e complicazioni della filiera di distribuzione.