Gli ingegneri del MIT hanno sviluppato un metodo innovativo e sostenibile per produrre idrogeno utilizzando materiali comuni come alluminio, acqua salata e fondi di caffè. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare il settore dell’energia pulita, offrendo una soluzione pratica e a basso impatto ambientale.
Il Processo di Produzione dell’Idrogeno
Il team di ricercatori del MIT ha scoperto che l’alluminio, quando esposto nella sua forma pura e mescolato con acqua di mare, produce naturalmente idrogeno. Questo gas può essere utilizzato per alimentare motori e celle a combustibile senza generare emissioni di carbonio. L’aggiunta di caffeina accelera ulteriormente la reazione, rendendo il processo ancora più efficiente.
In uno studio pubblicato su Cell Reports Physical Science, i ricercatori hanno dimostrato che è possibile produrre idrogeno gassoso immergendo pellet di alluminio pretrattati in acqua di mare filtrata. L’alluminio viene pretrattato con una lega di metalli rari che lo rende reattivo con l’acqua di mare. Gli ioni di sale nell’acqua aiutano a recuperare la lega, permettendone il riutilizzo in un ciclo sostenibile.
Ruolo dei Fondi di Caffè
Senza alcun additivo, la reazione tra alluminio e acqua di mare produce idrogeno lentamente. Tuttavia, l’aggiunta di fondi di caffè ha accelerato inaspettatamente la reazione. Dopo ulteriori ricerche, il team ha scoperto che una bassa concentrazione di imidazolo, un componente della caffeina, era sufficiente a velocizzare significativamente la produzione di idrogeno, riducendo il tempo da due ore a soli cinque minuti.
Progettazione di un Reattore
I ricercatori stanno progettando un reattore compatto che potrebbe essere utilizzato su imbarcazioni marine o veicoli sottomarini. Questo reattore utilizzerebbe pellet di alluminio riciclati, una piccola quantità di lega gallio-indio e caffeina, insieme all’acqua di mare circostante, per produrre idrogeno su richiesta. L’idrogeno prodotto potrebbe poi alimentare motori o generare elettricità per la nave.
Aly Kombargi, dottorando presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica del MIT e autore principale dello studio, spiega: “Questo è molto interessante per le applicazioni marittime perché non dovremmo trasportare acqua di mare, che è facilmente disponibile. Non dobbiamo nemmeno trasportare un serbatoio di idrogeno. Invece, trasporteremmo l’alluminio come ‘carburante’ e aggiungeremmo semplicemente acqua per produrre l’idrogeno di cui abbiamo bisogno”.
Uno dei principali svantaggi dell’uso dell’idrogeno come carburante è la necessità di trasportare il gas, che è volatile e richiede serbatoi speciali. Hart e il suo team hanno cercato modi per alimentare i veicoli con idrogeno senza dover trasportare il gas stesso. Hanno trovato una soluzione nell’alluminio, che, in presenza di acqua, genera idrogeno e calore. Tuttavia, l’alluminio deve essere nella sua forma pura per reagire con l’acqua, altrimenti forma uno strato di ossido che impedisce la reazione.
In studi precedenti, il team ha scoperto che trattare l’alluminio con una lega di gallio e indio rimuove lo strato di ossido, permettendo la reazione con l’acqua. Tuttavia, il gallio-indio è costoso e raro, quindi hanno lavorato per recuperarlo e riutilizzarlo. Hanno scoperto che gli ioni nell’acqua di mare possono proteggere la lega e permetterle di essere recuperata dopo la reazione.
Accelerazione della Reazione
Nella ricerca di modi per accelerare la reazione, i ricercatori hanno provato vari ingredienti, inclusi i fondi di caffè. Con sorpresa, hanno scoperto che questi accelerano significativamente la reazione. Analizzando la composizione dei fondi di caffè, hanno identificato l’imidazolo come il componente attivo che facilita la reazione.
Con questa scoperta, i ricercatori del MIT stanno sviluppando un reattore a idrogeno sostenibile. Hanno calcolato che un reattore contenente circa 18 chilogrammi di pellet di alluminio potrebbe alimentare un piccolo aliante sottomarino per circa 30 giorni. La speranza è di espandere questa tecnologia a veicoli terrestri come camion, treni e forse anche aerei.
Visione per il Futuro dell’idrogeno
“Stiamo mostrando un nuovo modo per produrre idrogeno come combustibile, senza trasportare idrogeno ma trasportando alluminio come ‘combustibile’”, afferma Kombargi. “La parte successiva è capire come usarlo per camion, treni e forse aerei. Forse, invece di dover trasportare anche acqua, potremmo estrarre acqua dall’umidità ambientale per produrre idrogeno. Questo è il futuro”.
L’innovativo metodo sviluppato dagli ingegneri del MIT per produrre idrogeno utilizzando alluminio, acqua di mare e caffeina rappresenta un passo significativo verso un futuro energetico sostenibile. Con ulteriori sviluppi, questa tecnologia potrebbe rivoluzionare il modo in cui produciamo e utilizziamo l’idrogeno, riducendo drasticamente le emissioni di carbonio e offrendo una soluzione pratica e sicura per una vasta gamma di applicazioni.
