Un team di ricerca guidato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr), in collaborazione con l’Università di Pavia e lo European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble, ha sviluppato un innovativo catalizzatore a base di nichel e indio, capace di produrre idrogeno verde dalla biomassa in modo economico e sostenibile.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Applied Catalysis B: Environment and Energy, segna un significativo progresso nella ricerca di soluzioni alternative per la produzione di energia pulita.
L’Istituto di Scienze e Tecnologie Chimiche “Giulio Natta” del Cnr (Cnr-Scitec) ha messo a punto un catalizzatore in grado di convertire i composti derivati dalla biomassa in idrogeno verde, con una stabilità comparabile a quella dei catalizzatori a base di metalli nobili, solitamente più costosi.
Questo traguardo riduce la dipendenza da materiali rari, abbattendo i costi e aumentando la sostenibilità del processo. Alla ricerca hanno partecipato anche l’Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (Cnr-Iccom) e l’Istituto per i Processi Chimico-Fisici (Cnr-Ipcf), entrambi con sede a Pisa.
Grazie a avanzate analisi ai raggi X condotte con luce di sincrotrone presso la facility di Grenoble, i ricercatori hanno scoperto che l’indio ha un ruolo fondamentale nella protezione del nichel dalla formazione di depositi di carbonio, il principale responsabile della perdita di efficienza nei catalizzatori convenzionali.
“Nei catalizzatori tradizionali privi di indio, il nichel interagisce con i composti della biomassa formando residui di carbonio che, accumulandosi, ne riducono progressivamente l’attività”, spiega Filippo Bossola, ricercatore del Cnr-Scitec. “Questo limita la durata del catalizzatore e rende il processo meno sostenibile dal punto di vista economico”.
L’integrazione delle analisi sperimentali con modelli atomistici predittivi ha permesso di chiarire il meccanismo di stabilizzazione: l’indio funge da barriera protettiva, prevenendo la deposizione del carbonio e garantendo una maggiore durata ed efficienza del catalizzatore.
“Osservare i catalizzatori in azione è stato essenziale per comprendere il ruolo dell’indio nel migliorare la stabilità del nichel”, continua Bossola. “Questa scoperta apre nuove prospettive nello sviluppo di tecnologie per la produzione di idrogeno da biomassa, contribuendo alla transizione verso un’energia più pulita e sostenibile”.
Lo studio è stato realizzato nell’ambito di diversi progetti di ricerca finanziati dall’Unione Europea, tra cui “MASE – POR H2 AdP project” nell’ambito del PNRR (Mission 2, Componente 2, Investimento 3.5), “MASE – Mission Innovation POA 2021–2023 – Hydrogen Demo Valley” e “European Union’s Horizon 2020 MSCA-ITN Bimetallic catalyst knowledge-based development for energy applications”.
