Produrre idrogeno in modo più economico e stabile potrebbe presto diventare realtà grazie a un filtro sviluppato dagli ingegneri del MIT. Si tratta di una membrana in palladio capace di resistere a temperature estreme, fino a 1.000 kelvin (circa 727 °C), ben oltre i limiti dei sistemi tradizionali che solitamente si degradano sopra gli 800 kelvin.
Il palladio è un metallo fondamentale per l’economia dell’idrogeno perché agisce come selettore: lascia passare solo le molecole di idrogeno, impedendo ad altri gas di attraversarlo. Questo lo rende essenziale in processi industriali ad alta temperatura come lo steam methane reforming, una delle tecniche più utilizzate per ottenere idrogeno, o la cosiddetta ammonia cracking, cioè la scomposizione dell’ammoniaca. Il problema è che le membrane di palladio convenzionali, realizzate come film sottili, tendono a rompersi o a raggrumarsi con il calore, riducendo drasticamente la loro efficacia.
Il team del MIT, guidato da Lohyun Kim e Rohit Karnik, ha affrontato il limite non sostituendo il materiale ma modificandone la struttura. Invece di un film continuo, i ricercatori hanno ideato una configurazione a “tappi”: microscopici plug di palladio inseriti nei pori di un supporto di silice. Questa architettura impedisce al metallo di contrarsi o aggregarsi con l’aumento della temperatura, mantenendo intatta la funzione di separazione dell’idrogeno.
I test, condotti con un apparato dedicato, hanno mostrato che le membrane a plug restano stabili e performanti anche dopo oltre 100 ore di funzionamento a 1.000 kelvin. Un miglioramento significativo, che estende la resistenza termica del palladio di circa 200 kelvin rispetto ai film convenzionali.
Il principio alla base rimane lo stesso: il palladio attira le molecole di idrogeno (H₂), che si dividono in atomi singoli sulla superficie del metallo, attraversano la membrana e si ricombinano dall’altra parte come idrogeno puro. Con il nuovo design, però, questo processo può avvenire senza perdita di efficienza anche in condizioni estreme, riducendo i costi di filtraggio e aumentando la durata operativa degli impianti.
Secondo Karnik, la tecnologia potrebbe non solo rendere più solida la produzione di idrogeno in contesti industriali ma anche ridurre l’uso complessivo di palladio, un materiale raro e costoso. Per arrivare a un’adozione concreta restano da completare le fasi di sviluppo e i test di lunga durata, ma la ricerca, pubblicata su Advanced Functional Materials è decisamente promettente.
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