MIT: Nuovo catalizzatore per l’elettrolisi dell’acqua

Uno dei principali difetti delle fonti alternative di energia elettrica, in particolare solare ed eolico, è la discontinuità della produzione. A questo problema si può fare fronte immagazzinando l’energia prodotta durante i periodi di abbondanza, ma finora i sistemi di stoccaggio sono troppo poco efficienti ed eccessivamente costosi (quando non pericolosi, come i volani) per competere con le continue e flessibili fonti di energia ordinarie.

Di recente, i ricercatori del MIT Daniel Nocera e Matthew Kanan hanno sviluppato un nuovo catalizzatore per l’elettrolisi dell’acqua che ha le potenzialità per dare un determinante contributo allo stoccaggio dell’energia prodotta da celle solari. Come al solito, è necessario rifarsi alle fonti in lingua inglese per comprendere in cosa l’invenzione consista davvero (il comunicato stampa del MIT è riprodotto in italiano da Le Scienze, comunque).

La novità riguarda il catalizzatore per la produzione di ossigeno all’anodo: Nocera ha sviluppato un sistema che permette la formazione in situ di un film sottile di catalizzatore contenente ioni cobalto e fosfato sopra un elettrodo inerte di ossido di indio e stagno. L’esatta natura di questo composto non è ancora nota, ma si sa che esso contiene fosfato e cobalto in rapporto 1:2 e la specie attiva è probabilmente Co4+. Con questo materiale la produzione di ossigeno è abbondante a temperatura ambiente e basso voltaggio, mentre le tecniche di elettrolisi tradizionale richiedono condizioni drastiche (alta temperatura, soluzioni fortemente basiche) ed alte sovratensioni. La produzione dell’idrogeno avviene ad un comune catodo di platino.

Il film sottile si forma velocemente applicando corrente ad una contenente cobalto e mantenuta a pH 7 con un tampone fosfato; se si toglie corrente la pellicola si dissolve per poi riformarsi senza apparenti perdite di efficacia quando la cella viene messa di nuovo sotto tensione. Alcuni esperti ritengono che questo catalizzatore funzioni con un meccanismo simile a quello della fotosintesi clorofilliana.

Servono naturalmente ulteriori ricerche – determinare la struttura del catalizzatore ed il meccanismo di reazione, e poi ottimizzare gli aspetti ingegneristici delle celle elettrolitiche e dell’intero processo – prima che questo nuovo processo possa trovare applicazioni pratiche (e non si può escludere la possibilità di un fallimento), ma questa scoperta è sicuramente un importante passo nella direzione giusta.

12 Responses to “MIT: Nuovo catalizzatore per l’elettrolisi dell’acqua”


  1. 1 eurogroup srl marzo 2, 2009 alle 8:53 am

    sono un fabbricabte di generatori di idrogeno per elettrolisi
    avrei il piacere di avere di avere delle informazioni in piu sul catalizzatote e se e’ attualmente in commercio

  2. 2 Mario Rocca dicembre 3, 2010 alle 4:10 pm

    Più che a un commento , che non può essere che di buon augurio, sono interessato a conoscere eventuali studi sugli aspetti complessivi dell’elettrolisi, per poterne valutare l’opportunità in un futuro in cui l’utilizzo dell’elettricità fotovoltaica assumerà proporzioni giocoforza rilevanti.

  3. 3 Mario Rocca dicembre 3, 2010 alle 4:45 pm

    Continuazione. Per aspetti complessivi intendo i rifiuti che derivano in fase di esercizio dall’applicazione su scala industriale della separazione dell’acqua in Idrogeno e Ossigeno. La poca esperienza che ho di elettrolisi mi dice che i “bagni elettrolitici” si consumano, e dopo un certo tempo vanno cambiati. Se ciò avviene anche in questo caso, ci troveremmo a produrre come rifiuto l’elettrolita “esausto”, da riciclare poi in qualche modo magari per usi diversi e con un costo in termini economici ed energetici da calcolarsi. Chiedo quindi a chi ne sa più di me di darmi qualche spiegazione, sulle sorti dell’elettrolita più che sul catalizzatore, la cui massa sarà pressochè insignificante e penso resti inalterato durante il processo.(sarà vero ?).
    Se questi rifiuti non ci fossero, e potendo accumulare Idrogeno e Ossigeno separati con energia a buon mercato come la fotovoltaica, si potrebbero risolvere enormi problemi ambientali.
    Con poche modifiche e qualche studio sulla sicurezza, i tradizionali motori dei veicoli, ad esempio, potrebbero diventare motori “ossidrici”, ricombinando Idrogeno e Ossigeno in camera di scoppio e scaricando innocuo vapore acqueo all’esterno. Non mi pare che si sia mai parlato di motori del genere, cioè totalmente “puliti”. Quelli che usano il solo Idrogeno non lo sono, perchè aspirando aria per bruciarlo introducono Azoto in camera di scoppio, producendo quindi gli inquinanti NOX. Vorrei tanto che l’industria dell’auto mi rubasse l’idea.
    L’indirizzo a cui mandare quelle eventuali spiegazioni è :
    rocca_mario@alice.it . Grazie in anticipo.

  4. 4 mario mangiarotti maggio 3, 2011 alle 2:50 pm

    Quanto realizzato è interessante, ma vorrei conoscere magiori dati di tipo tecnico ed impiantistico, ovvero una scheda tecnica.
    Sono un tecnico che si occupa di energie rinnovabili e sicurezza e sarei interessato per un contatto di tipo professionale.
    Per. Ind. Mario Mangiarotti

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