Un complesso molecolare di rutenio-idruro ad alta stabilità promuove la produzione sostenibile di idrogeno verde da elettrolisi dell’acqua
Ricercatori dell’Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (ICCOM) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) hanno studiato nei laboratori di Sesto Fiorentino (FI) la produzione di idrogeno verde dall’acqua, scoprendo che questa può essere promossa da un complesso organometallico dinucleare di rutenio in una cella elettrolitica a membrana polimerica (PEM). Lo studio è stato finanziato dal MUR con fondi FISR-2019 e svolto in collaborazione con il gruppo di ricerca del Prof. Hansjörg Grützmacher dell’ETH di Zurigo (Svizzera).
Un processo al centro di grande interesse per la produzione sostenibile di idrogeno è l’elettrolisi dell’acqua, nel quale il passaggio di corrente elettrica causa la scissione dell’acqua nelle sue componenti atomiche, ossigeno ed idrogeno gassoso. Gli elettrolizzatori attuali impiegano platino e iridio, entrambi considerati critical raw materials a rischio di approvvigionamento, il cui uso continuato non consentirebbe di garantire i 100 GW annui previsti dalle roadmap di decarbonizzazione al 2030. La ricerca è quindi orientata ad eliminare tali metalli o a ridurne la quantità impiegata, aumentando la durabilità e la riduzione dei costi dei dispositivi.
L’apparato realizzato su scala di laboratorio nei laboratori LAEM-CNR di Sesto Fiorentino produce 28 litri di idrogeno per grammo di rutenio al minuto, senza degradazione del catalizzatore dopo una settimana di attività continua. “Nel nostro esperimento il contenuto metallico dell’elettrodo catodico è meno della metà rispetto al platino presente negli elettrolizzatori più performanti noti nello stato dell’arte. Dato che ogni singolo atomo è coinvolto nella reazione di evoluzione di idrogeno, questo si traduce in un carico metallico più basso a parità di idrogeno prodotto rispetto ai sistemi basati su nanoparticelle. Il passo successivo sarà lo studio di complessi molecolari stabilizzati da metalli non costosi e largamente disponibili in natura”, spiega Francesco Vizza, Direttore di ICCOM e coordinatore dello studio.
Marco Bellini, Jonas Bösken, Michael Wörle, Debora Thöny, Juan-José Gamboa-Caballo, Frank Krumeich, Francesco Bàrtoli, Hamish A. Miller, Lorenzo Poggini, Werner Oberhauser, Alessandro Lavacchi, Hansjörg Grützmacher, Francesco Vizza. “Remarkable Stability of a Molecular Ruthenium Complex in PEM Water Electrolysis”. Chem. Sci. 2022,13, 3748-3760.
Per maggiori informazioni:
https://www.cnr.it/it/comunicato-stampa/11036/un-idrogeno-sempre-piu-verde
https://www.lescienze.it/news/2022/03/31/news/un_idrogeno_sempre_piu_verde-9074202/