TRANSIZIONE ENERGETICA UN NUOVO TASSELLO VERSO LA DISTRIBUZIONE DELL’IDROGENO TRAMITE BIOMASSE
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Lo studio di un team internazionale a cui ha collaborato un gruppo di ricerca dell’Università di Trieste, pubblicato sulla rivista scientifica Joule – Cell Press, ha rilevato un processo innovativo di trasformazione di biomasse in vettori organici liquidi di idrogeno. L’identificazione di nuovi materiali per la distribuzione di idrogeno è strategica per lo sviluppo di una metodologia di trasporto economica, sostenibile e sicura.
Lo studio di un team internazionale a cui hanno partecipato ricercatori dell’Università di Trieste, pubblicato sulla rivista scientifica Joule – Cell Press, ha fatto emergere un processo altamente innovativo di trasformazione di biomasse in vettori organici liquidi di idrogeno, strategici per la sua diffusione. In particolare, ha dimostrato come produrre materiali fotocatalitici in grado di utilizzare efficacemente la luce solare per trasformare biomasse, in un processo complesso, in vettori organici liquidi di idrogeno quali l’acido formico e l’aldeide formica, ovvero molecole che possono essere poi facilmente trasformate in idrogeno.
La ricerca, sostenuta da finanziamenti pubblici italiani e cinesi con il supporto del sincrotrone francese SOLEIL, è frutto di una collaborazione internazionale tra i gruppi di ricerca di Feng Wang (Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences), di Paolo Fornasiero e Tiziano Montini (Università di Trieste, Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali INSTM, e Istituto ICCOM-CNR), Emiliano Fonda (Synchrotron SOLEIL).
La diffusione dell’idrogeno, prodotto da fonti rinnovabili da utilizzare come vettore energetico pulito e nei processi produttivi, rappresenta un tassello importante per la creazione di comunità energetiche rinnovabili ed integrate all’interno delle nascenti Hydrogen Valley. La creazione di infrastrutture per il trasporto specifico di idrogeno gassoso richiede tempi e costi rilevanti. La possibilità di utilizzare gasdotti esistenti per un parziale trasporto dell’idrogeno, almeno in miscele gassose con il metano, dovrà superare test di sicurezza connessi con l’elevata capacità di fuga dell’idrogeno, molecola gassosa molto piccola e leggera. Pertanto, grande attenzione viene oggi dedicata ai cosiddetti vettori organici liquidi di idrogeno. Questi sono molecole organiche liquide, facilmente trasportabili con le attuali infrastrutture e che possono rilasciare in maniera semplice idrogeno al bisogno sotto azione di uno stimolo termico o luminoso, in presenza di un opportuno catalizzatore.
“Le biomasse (circa 120 miliardi di tonnellate di materia secca per anno), inclusi i residui agricoli e gli scarti forestali – afferma Feng Wang, Professore al Dalian Institute of Chemical Physics – rappresentano una grande opportunità per una transizione energetica in quanto possono essere trasformate anche in idrogeno, a patto di possedere tecnologie di trasformazione sufficientemente efficaci. Mentre i processi termici sono rapidi ma energivori, quelli biotecnologici possono essere lenti e occupare volumi importanti. I processi fotocatalitici che sfruttano la luce fino ad oggi si sono dimostrati ancora poco efficienti e non risultano sempre sostenibili”.
“È essenziale identificare nuovi materiali fotocatalitici – dichiara Paolo Fornasiero professore ordinario di chimica generale e inorganica presso l’Università di Trieste – per un processo complesso in grado di usare la luce del sole per trasformare dei derivati della biomassa, come zuccheri, glicerolo o polioli, in vettori liquidi di idrogeno. In questa maniera si potranno ridurre gli iniziali costi e le relative problematiche nella distribuzione dell’idrogeno allo stato gassoso.”.
“Lo stadio fondamentale del processo messo a punto nel nostro studio – spiega Tiziano Montini, professore associato di chimica generale e inorganica presso l’Università di Trieste – è stata la comprensione della struttura dei materiali fotocatalitici impiegati, e l’ottimizzazione delle loro prestazioni fotocatalitiche ottimizzando temperatura e atmosfera di reazione. Per far ciò è stato anche necessario l’utilizzo di sofisticate tecniche di caratterizzazione spettroscopiche che hanno coinvolto il Dr. Emiliano Fonda, responsabile linea SAMBA del sincrotrone SOLEIL e già laureato all’Università di Trieste “.
Studio pubblicato su Joule Cell press, 31 gennaio 2023
Stepwise photoassisted decomposition of carbohydrates to H 2
Puning Ren,1,2,8 Zhuyan Gao,1,2,8 Tiziano Montini,3,8 Zhitong Zhao, 4 Na Ta,5 Yike Huang,2,6
Nengchao Luo,1, * Emiliano Fonda,7 Paolo Fornasiero,3, * and Feng Wang1,9, *
1 State Key Laboratory of Catalysis, Dalian National Laboratory for Clean Energy, Dalian
Institute of Chemical Physics, Chinese Academy
of Sciences, Dalian 116023, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Department of Chemical and Pharmaceutical Sciences, Center for Energy, Environment and
Transport Giacomo Ciamiciam, INSTM Trieste Research Unit and ICCOM-CNR Trieste Research Unit, University of Trieste, Via Licio Giorgieri 1, Trieste 34127, Italy
4 College of Chemical Engineering and Technology, Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China
5 State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China
6 Laboratory of Catalysts and New Materials, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China
7 Synchrotron SOLEIL, L’Orme des Merisiers, Saint Aubin BP48, 91192 Gif sur Yvette Cedex, France
These authors contributed equally
Università degli studi di Trieste – Relazioni con i media
Cristina Perini – cristina.perini@amm.units.it
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