Una nuova classe di catalizzatori sviluppata da Peter Strasser e dal suo gruppo di ricerca della University of Houston Cullen College of Engineering (http://www.egr.uh.edu/), potrebbe rivoluzionare la tecnologia delle celle a combustibile e favorirne la diffusione sul mercato.

Nelle celle a idrogeno, dalla reazione tra idrogeno (combustibile) e ossigeno (ossidante) si ottiene corrente elettrica continua, acqua e calore. Per far sì che l'energia sprigionata possa essere convertita in energia elettrica i reagenti sono separati in due camere: in una l'ossigeno si riduce acquisendo elettroni da un elettrodo, nell'altra l'idrogeno cede elettroni ossidandosi. Le celle sono separate fra loro da una membrana polimerica attraverso la quale avvengono gli scambi.

Anziché utilizzare, come avviene tradizionalmente, un elettrodo in platino - che per essere un metallo prezioso (23.000 euro/kg) risulta uno dei fattori limitanti alla commercializzazione della tecnologia - gli studiosi coordinati da Strasser hanno sviluppato un nuovo elettrocatalizzatore costituito da una lega di rame, cobalto e platino depositati in forma di nanoparticelle su un supporto di carbonio.

Applicando all'elettrodo una corrente alternata il metallo meno prezioso, in particolare il rame, presente sulla superficie delle nanoparticelle si separa dalla lega. Come risultato si ottiene un nucleo composto dalla lega ricca in rame e un guscio costituito quasi esclusivamente da platino.

L'aspetto interessante dell'utilizzo della nuova lega riguarda l'incremento nella capacità di riduzione dell'ossigeno che diviene almeno quattro o cinque volte superiore (la più elevata osservata fino ad oggi) rispetto a quella dei comuni elettrodi in platino.

Secondo Strasser l'aumento della superficie dovuto alla presenza delle nanoparticelle non è sufficiente per giustificare l'incremento della proprietà ossidante dell’elettrodo. Il ricercatore ritiene che anche la particolare caratteristica strutturale alterata giochi un ruolo determinante. Sebbene la superficie sia principalmente costituita da platino, le distanze di legame tra atomi del metallo prezioso sembrano più corte rispetto a quelle che caratterizzano il platino puro. Questa sorta di compressione può essere stabilizzata dal nucleo della lega nel quale i legami tra atomi di platino presentano distanze ancora più brevi. Inoltre, lo stesso nucleo ricco di rame sembra influenzare le proprietà elettroniche del guscio in platino. Secondo i calcoli teorici tali fattori fanno sì che l'ossigeno si leghi più facilmente alla superficie favorendo così la reazione di riduzione.

Nella foto: il professor Peter Strasser (Photo by Stephen Pinchback)

Fonte: http://www.sciencedaily.com/

Tratto da: http://www.lascossa.org/