La produzione di idrogeno verde dall’acqua può essere promossa da singoli atomi di rutenio. Questa è l’innovativa scoperta dei ricercatori dell’Istituto di chimica dei composti organometallici del CNR in collaborazione con l’ETH di Zurigo, nell’ambito di un progetto finanziato dal MUR con fondi FISR-2019.
Per la prima volta, infatti, è stato dimostrato che un complesso organometallico dinucleare di rutenio è un attivo catalizzatore per la generazione di idrogeno in una cella elettrolitica a membrana polimerica (PEM).
L’apparato, realizzato su piccola scala di laboratorio, produce 28 litri di H2 per grammo di rutenio al minuto e, in sette giorni di attività, non si registrano fenomeni di degradazione del catalizzatore.
L’efficienza non è ancora paragonabile a un vero e proprio sistema commerciale, ma rappresenta una valida opportunità per una nuova classe di elettrolizzatori.
Attualmente il 95% dell’idrogeno è ottenuto da processi che impiegano fonti fossili, mentre solo il 5% proviene da fonti rinnovabili.
Il paradigma per la generazione di idrogeno verde è l’accoppiamento della generazione di energia elettrica rinnovabile con l’elettrolisi dell’acqua; tuttavia, quest’ultima presenta importanti ostacoli. In particolare, le tecnologie degli elettrolizzatori più performanti impiegano quantità ingenti di platino e di iridio, entrambi presenti nella lista dei Critical Raw Materials (CRM), ovvero materiali a rischio di approvvigionamento. Sulla base dell’attuale catena di approvvigionamento i metalli del gruppo del platino limiterebbero la produzione di elettrolizzatori a membrana polimerica a circa 6-7 GW anno, contro i 100 GW annui previsti dalle roadmap di decarbonizzazione al 2030.
La ricerca è quindi orientata all’eliminazione di tali materiali o a una riduzione della quantità impiegata, allo scopo di aumentarne la durabilità e ridurre i costi dei dispositivi.
