A volte, le soluzioni per problemi difficili possono rivelarsi piuttosto basilari. Questo è particolarmente vero per un team di ricercatori del Brookhaven National Laboratory, dove la soluzione per un problema difficile si è rivelata non solo piuttosto basilare, ma anche un po’ acida.

Il problema difficile su cui stavano lavorando era come immagazzinare carburante a idrogeno. L’idrogeno gassoso (H2) è un carburante pulito e potente, ma è anche estremamente leggero, il che lo rende difficile e costoso da immagazzinare. È tipicamente tenuto in serbatoi ad alta pressione, anche se i ricercatori di un altro laboratorio hanno recentemente trovato un modo possibile per tenerlo in gabbie congelate formate naturalmente.

In un documento pubblicato il 18 marzo su Nature Chemistry, i ricercatori di Brookhaven guidati dal chimico Etsuko Fujita hanno annunciato di aver trovato un modo sicuro e reversibile per immagazzinare idrogeno in condizioni miti (e quindi si spera molto più economico), utilizzando un catalizzatore di nuova concezione.

Il loro lavoro è iniziato vedendo acidi e basi in un modo non convenzionale – come potenziali trasportatori di carburante a idrogeno. Gli studenti spesso imparano gli acidi e le basi come parte dei loro progetti scientifici. La reazione “vulcanica” di aceto (un acido leggero) e bicarbonato di sodio (una base leggera) ha dato a molti studenti un interesse precoce nelle scienze. Questo era vero per Jonathan Hull, un ricercatore principale sul documento, che era incuriosito dal vedere una reazione simile far saltare i tappi delle bottiglie di vino.

Tuttavia, molti acidi e basi sono in realtà soluzioni acquose piene di idrogeno. In una soluzione acida, gli atomi di idrogeno vagano liberi. Di solito mancano anche del loro elettrone, il che dà loro una carica positiva (gli atomi e le molecole con una carica positiva o negativa sono chiamati ioni). In una soluzione basica, gli atomi di idrogeno sono di solito collegati con qualcos’altro, uno ione negativo di qualche tipo. E sì, quando un acido e una base reagiscono tra loro, tipicamente creano qualcosa di neutro, come l’acqua.

Il catalizzatore creato dai ricercatori del Brookhaven Lab collega l’idrogeno gassoso e l’anidride carbonica, “immagazzinando” l’idrogeno legato all’anidride carbonica (addotto a) in una soluzione leggermente basica. La reazione può essere invertita – e l’idrogeno combustibile rilasciato – aggiungendo un po’ di acido. L’intero processo può essere eseguito, e facilmente invertito, in una soluzione acquosa a temperature e pressioni miti senza sottoprodotti tossici, e ad una velocità superiore a qualsiasi catalizzatore precedente.

Di conseguenza, il nuovo catalizzatore del Brookhaven Lab potrebbe essere usato nei futuri veicoli a idrogeno, anche se saranno necessari ulteriori test per vedere se può essere economicamente scalato fino alla produzione industriale. Potrebbe comparire anche in altri sistemi ad alta potenza – il tempo e la tecnologia lo diranno.

Questo nuovo catalizzatore mostra il meglio dei National Labs al lavoro: i ricercatori che affrontano problemi veramente impegnativi e trovano soluzioni fondamentali (e a volte leggermente acide).