Un nuovo tassello per la distribuzione dell’idrogeno tramite biomasse
Studio con l’università di Trieste scopre un processo innovativo di trasformazione di biomasse in vettori organici liquidi di idrogeno
[7 Febbraio 2023]
Lo studio “Stepwise photoassisted decomposition of carbohydrates to H 2”, pubblicato su Joule da un team di ricercatori italiani, cinesi e francesi, à di Trieste, pubblicato sulla rivista scientifica Joule – Cell Press, ha fatto emergere «Un processo altamente innovativo di trasformazione di biomasse in vettori organici liquidi di idrogeno, strategici per la sua diffusione. In particolare, ha dimostrato come produrre materiali fotocatalitici in grado di utilizzare efficacemente la luce solare per trasformare biomasse, in un processo complesso, in vettori organici liquidi di idrogeno quali l’acido formico e l’aldeide formica, ovvero molecole che possono essere poi facilmente trasformate in idrogeno».
La ricerca, sostenuta da finanziamenti pubblici italiani e cinesi con il supporto del sincrotrone francese SOLEIL, è frutto di una collaborazione internazionale tra i gruppi di ricerca di Feng Wang (Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences), di Paolo Fornasiero e Tiziano Montini (Università di Trieste, Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali INSTM, e Istituto ICCOM-CNR), Emiliano Fonda (Synchrotron SOLEIL).
All’università di Trieste ricordano che «La diffusione dell’idrogeno, prodotto da fonti rinnovabili da utilizzare come vettore energetico pulito e nei processi produttivi, rappresenta un tassello importante per la creazione di comunità energetiche rinnovabili ed integrate all’interno delle nascenti Hydrogen Valley. La creazione di infrastrutture per il trasporto specifico di idrogeno gassoso richiede tempi e costi rilevanti. La possibilità di utilizzare gasdotti esistenti per un parziale trasporto dell’idrogeno, almeno in miscele gassose con il metano, dovrà superare test di sicurezza connessi con l’elevata capacità di fuga dell’idrogeno, molecola gassosa molto piccola e leggera. Pertanto, grande attenzione viene oggi dedicata ai cosiddetti vettori organici liquidi di idrogeno. Questi sono molecole organiche liquide, facilmente trasportabili con le attuali infrastrutture e che possono rilasciare in maniera semplice idrogeno al bisogno sotto azione di uno stimolo termico o luminoso, in presenza di un opportuno catalizzatore».
Wang, del Dalian Institute of Chemical Physics e dell’Accademia cinese delle scienze, sottolinea che «Le biomasse (circa 120 miliardi di tonnellate di materia secca per anno), inclusi i residui agricoli e gli scarti forestali rappresentano una grande opportunità per una transizione energetica in quanto possono essere trasformate anche in idrogeno, a patto di possedere tecnologie di trasformazione sufficientemente efficaci. Mentre i processi termici sono rapidi ma energivori, quelli biotecnologici possono essere lenti e occupare volumi importanti. I processi fotocatalitici che sfruttano la luce fino ad oggi si sono dimostrati ancora poco efficienti e non risultano sempre sostenibili».
Fornasiero, professore ordinario di chimica generale e inorganica all’università di Trieste, aggiunge: «E’ essenziale identificare nuovi materiali fotocatalitici per un processo complesso in grado di usare la luce del sole per trasformare dei derivati della biomassa, come zuccheri, glicerolo o polioli, in vettori liquidi di idrogeno. In questa maniera si potranno ridurre gli iniziali costi e le relative problematiche nella distribuzione dell’idrogeno allo stato gassoso».
Montini, professore associato di chimica generale e inorganicaall’università di Trieste, conclude: «Lo stadio fondamentale del processo messo a punto nel nostro studio è stata la comprensione della struttura dei materiali fotocatalitici impiegati, e l’ottimizzazione delle loro prestazioni fotocatalitiche ottimizzando temperatura e atmosfera di reazione. Per far ciò è stato anche necessario l’utilizzo di sofisticate tecniche di caratterizzazione spettroscopiche che hanno coinvolto il Dr. Emiliano Fonda, responsabile linea SAMBA del sincrotrone SOLEIL e già laureato all’Università di Trieste».