Tecnologie anti-inquinamento: come trasformare l’aria inquinata in energia pulita

Ricavare energia dall’aria inquinata. È un obiettivo ambizioso quello che si sono posti i ricercatori dell’Università di Anversa e KU Leuven, in Belgio, ma sembra sia stato fatto un piccolo importante nella direzione di tecnologie anti-inquinamento. Il team ha infatti sviluppato un processo in grado di purificare l’aria e allo stesso tempo di produrre energia sotto forma di gas idrogeno grazie a un dispositivo che per funzionare deve essere solo esposto alla luce.

Elettrolisi senza energia elettrica

Il dispositivo è ancora in fase prototipale ma i ricercatori sperano di riuscire a scalarlo per applicazioni industriali, riuscendo a produrre energia pulita in modo analogo a un pannello solare. Attualmente uno dei modi per produrre idrogeno è attraverso il processo di elettrolisi, dove viene applicata una scarica di corrente elettrica all’acqua riuscendo a separare le particelle di idrogeno dall’ossigeno. Questo processo è interessante e ormai diffuso ma cosa succederebbe se si riuscisse ad attivarlo senza utilizzare una fonte energetica? È quello che si sono domandati i ricercatori.

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Gas idrogeno dall’aria, meglio se inquinata

“Una delle principali differenze rispetto all’elettrolisi è che nel nostro impianto non è necessaria alcuna energia elettrica”, spiega uno dei responsabili del progetto e autori dello studio, Sammy Verbruggen dell’Università di Leuven. “L’intuizione è arrivata scoprendo che il nostro dispositivo riusciva a produrre gas idrogeno senza utilizzare necessariamente l’acqua e che riusciva a catturare delle molecole di acqua nell’aria. Da qui, siamo andati oltre e lo abbiamo sperimentato utilizzando aria inquinata e ci siamo resi conto che il meccanismo funzionava ancora meglio. Abbiamo compiuto sicuramente un grande passo in avanti nelle tecnologie anti-inquinamento”.

Due camere separate da una membrana

Il dispositivo è costituito da due camere separate da una membrana. Da un lato troviamo un foto catalizzatore basato su biossido di titanio che viene attivato dalla luce per abbattere le molecole organiche e purificare l’aria. Queste molecole poi migrano attraverso la membrana verso la seconda camera dove una reazione chimica che coinvolge un catalizzatore a base di platino le trasforma in gas idrogeno, che può essere conservato e utilizzato come carburante, come ad esempio si fa già in alcuni bus a idrogeno.

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Tecnologie anti-inquinamento grazie ai nanomateriali

Il cuore della tecnologia è tutto nella membrana realizzata con nanomateriali particolari, in grado di produrre gas di idrogeno e di abbattere l’inquinamento atmosferico. I ricercatori si sono focalizzati al momento sull’applicabilità del dispositivo a metanolo, etanolo e acido acetico ma il campo di applicazione potrà riguardare qualsiasi tipo di composti organici volatili.

Processo simile ai pannelli solari

Per funzionare questo dispositivo deve essere esposto alla luce: la tecnologia sfrutta processi simili a quelli dei pannelli solari. Attualmente il sistema funziona in piccola scala (pochi centimetri quadrati) ma, dal momento in cui il meccanismo assomiglia molto a quello del fotovoltaico, l’obiettivo dei ricercatori è quello di ottimizzare i materiali in grado di catturare la luce solare necessaria per attivare il dispositivo.

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Migliorare l’efficienza luminosa del catalizzatore

“Stiamo lavorando per migliorare la performance delle cellule con l’obiettivo di proporre le nostre tecnologie anti-inquinamento per applicazioni su scala industriale“, afferma Verbruggen. “Uno degli aspetti chiave su cui stiamo ragionando è ad esempio quello di migliorare l’efficienza luminosa del catalizzatore responsabile delle reazioni di purificazione del gas. Vogliamo essere in grado di utilizzare in modo efficace una frazione maggiore di luce solare in entrata“.