Idrogeno verde: un catalizzatore al nichel-indio apre nuove frontiere

Un gruppo di ricerca coordinato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) ha compiuto una scoperta significativa nel campo dell'energia sostenibile. In collaborazione con l'Università di Pavia e lo European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble, il team ha sviluppato un catalizzatore a base di nichel e indio in grado di convertire composti derivati dalla biomassa in idrogeno verde in modo efficiente ed economico. La particolarità di questo nuovo catalizzatore risiede nell'utilizzo dell'indio, un elemento che protegge il nichel dalla formazione di depositi di carbonio, principale causa di perdita di efficienza nei catalizzatori tradizionali. Grazie a sofisticate analisi ai raggi X con luce di sincrotrone, i ricercatori hanno osservato il catalizzatore in azione, svelando il meccanismo di stabilizzazione dell'indio.

"Nei catalizzatori classici, privi di indio, il nichel tende a interagire con i composti della biomassa formando residui di carbonio che, accumulandosi sulla superficie del catalizzatore, ne bloccano progressivamente l'attività" spiega Filippo Bossola, ricercatore del Cnr-Scitec. "Questo fenomeno riduce drasticamente la durata del catalizzatore e rende il processo meno sostenibile dal punto di vista economico".

"L'integrazione di queste analisi sperimentali con modelli atomistici predittivi, strumenti computazionali che simulano il comportamento di materiali e molecole a livello atomico, ha permesso di comprendere a fondo il meccanismo di stabilizzazione: l'indio agisce come una barriera protettiva, impedendo la deposizione del carbonio e garantendo una maggiore durata ed efficienza del catalizzatore", continua Bossola. "Poter osservare i catalizzatori in azione è stato fondamentale per comprendere il ruolo dell'indio nel migliorare la stabilità del catalizzatore a base di nichel. Questa scoperta apre la strada allo sviluppo di nuove strategie che potrebbero rivoluzionare la produzione di idrogeno da biomassa, contribuendo così alla transizione verso un'energia più pulita e sostenibile", conclude il ricercatore.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Applied Catalysis B: Environment and Energy, è frutto della collaborazione tra diversi istituti di ricerca del CNR, tra cui l'Istituto di scienze e tecnologie chimiche "Giulio Natta" di Milano, l'Istituto di chimica dei composti organometallici e l'Istituto per i processi chimico-fisici di Pisa, l'Università di Pavia e lo European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble.

Lo studio è stato svolto nel contesto dei progetti "MASE – POR H2 AdP project, funded by the EU PNRR, Mission 2, Component 2, Investment 3.5 "Research and development on hydrogen", "MASE – Mission Innovation POA 2021–2023 – Hydrogen Demo Valley: Infrastrutture Polifunzionali Per La Sperimentazione e Dimostrazione delle Tecnologie dell'idrogeno" e "European Union's Horizon 2020 MSCA-ITN Bimetallic catalyst knowledge-based development for energy applications".