Ogni anno la lavorazione dei metalli produce milioni di tonnellate di scarti. Generalmente questi materiali vengono recuperati e rifusi. Uno studio recente dimostra che i trucioli metallici che si ottengono durante le operazioni di tornitura hanno caratteristiche superficiali molto particolari che li rendono ideali come supporto per la costruzione di catalizzatori avanzati utilizzabili per la produzione di idrogeno verde
La produzione di idrogeno verde (tramite dissociazione elettrolitica dell’acqua) richiede l’utilizzo di catalizzatori basati su platino che incidono pesantemente sui costi di produzione. Un metodo che consente di aumentare l’efficienza dei catalizzatori (elevando la produzione di idrogeno a parità di peso di platino utilizzato) consiste nel depositare il metallo prezioso su un supporto che lo sostiene. Poiché il catalizzatore funziona a livello superficiale, il rendimento del processo non dipende dallo spessore dello strato di metallo nobile.
La letteratura relativa alla produzione di idrogeno verde comprende numerosi studi che valutano l’efficienza di diversi tipi di catalizzatori che si differenziano in base alla composizione e alla struttura del supporto utilizzato per sostenere il platino. Un lavoro recente mostra che una soluzione particolarmente efficiente si può ottenere utilizzando come supporto un materiale di scarto ottenuto durante la lavorazione al tornio di materiali metallici.
L’analisi dettagliata della superficie dei trucioli ottenuti durante la tornitura di acciaio inox, titanio e nichel (scarti abbondantemente prodotti – ad esempio – nelle lavorazioni di metalli per l’industria aerospaziale) ha messo in evidenza la presenza di una fitta rete di nanostrutture indotte dal processo di lavorazione.
Queste strutture rappresentano un ancoraggio perfetto per il catalizzatore. Depositando circa 30 μg cm−2 di platino su trucioli di nichel si ottiene un materiale ottimo per costruire gli elettrodi dove viene generato l’idrogeno. Per confronto, la quantità di platino che viene depositata negli elettrodi utilizzati attualmente è più grande per circa un ordine di grandezza. Con un metodo analogo si può ottimizzare la composizione del secondo elettrodo (dove si forma l’ossigeno) che utilizza un sottile strato di cobalto depositato su trucioli di titanio.
In conclusione, oltre ad un forte risparmio legato al ridotto utilizzo del prezioso platino, riciclando i trucioli prodotti come scarti di lavorazione di taluni metalli si possono preparare elettrodi molto efficaci. Un bell’esempio di come l’idea del riciclo e del risparmio possano andare d’accordo per ridurre i costi di produzione dell’idrogeno verde.
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