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L’idrogeno ottenuto dall’acqua

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L’idrogeno è un combustibile“pulito” il suo uso potrebbe essere la soluzione al problema energeticone nel prossimo futuro. Purtroppo ci si scontra con gli altissimi costi di produzione, dal punto visto economico ma anche ambientale: attualmente il 96% dell’idrogeno viene prodotto da fonti non rinnovabili (carbone e idrocarburi) e solo il 4% dall’idrolisi dell’acqua.

Un gruppo di chimico-fisici italiani, del LENS (Laboratorio Europeo di Spettroscopie non Lineari) dell’Università di Firenze, ha ottenuto la fotodissociazione dell’acqua ad alta pressione con la produzione di idrogeno molecolare, studio pubblicato sull’ultimo numero dell’autorevole rivista scientifica PNAS.

L’uso dell’alta pressione ha dimostrato di essere efficace in diverse reazioni di sintesi. In questo caso è stato possibile ridurre le drastiche condizioni di pressione per le trasformazioni spontanee  al range del kilobar, grazie alla fotoattivazione delle reazioni.

Nel caso specifico la sintesi di idrogeno è stata ottenuta da acqua miscelata con azoto o monossido di carbonio. Mediante la luce di un laser a ioni argon, e in particolare una radiazione ultravioletta a 350 nanometri, le molecole di acqua si sono dissociate in radicali OH e atomi di idrogeno.
Il radicale OH reagisce con l’altra specie presente nella miscela (N₂ oppure CO), e gli atomi di idrogeno si legano per dare H₂.

L’impiego dell’acqua è ovviamente di estremo interesse, in quanto fonte rinnovabile e a basso costo. Ma bisogna tenere conto che la luce laser impiegata nello studio costa molto e non può rappresentare una via praticabile alla sintesi industriale di idrogeno. Tuttavia, la radiazione utilizzata per eccitare l’acqua è nell’ultravioletto vicino: si può allora ipotizzare un sistema dove la radiazione usata possa essere quella solare nella quale il contenuto di UV vicino è tutt’altro che trascurabile.

La scelta delle molecole di azoto e monossido di carbonio – dicono gli scienziati del LENS- non è ancora quella ottimale per produrre idrogeno, perciò si stanno studiando altre soluzioni. Bisogna tenere conto che l’azoto è la molecola più stabile, e quindi è di per sé un successo riuscire a farla reagire: se si riesce con l’azoto, si riuscirà con tutte. Inoltre l’azoto è il componente principale dell’aria, quindi si può immaginare addirittura di comprimere semplicemente aria arricchita con acqua per generare idrogeno.

Forse nel futuro basteranno acqua, aria e sole per produrre energia.

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