Un team di scienziati coreani ha sviluppato un’innovativa tecnologia verde che trasforma i rifiuti di plastica in un combustibile pulito a base di idrogeno, utilizzando solo luce solare e acqua. I ricercatori del Centro di Ricerca sulle Nanoparticelle dell’Institute for Basic Science (IBS), guidati dal professor Kim Dae-Hyeong e dal Professor Hyeon Taeghwan della Seoul National University, hanno annunciato il successo dello sviluppo di un sistema fotocatalitico che produce idrogeno da bottiglie in PET. L’innovazione principale consiste nell’avvolgere il fotocatalizzatore in un polimero idrogel, che gli consente di galleggiare sull’acqua e di rimanere attivo anche in condizioni ambientali difficili.
L’idrogeno sta guadagnando attenzione come fonte di energia pulita di nuova generazione. Tuttavia, il metodo più comune per produrlo, il reforming a vapore del metano, consuma grandi quantità di energia e rilascia significative emissioni di gas serra. La produzione fotocatalitica di idrogeno, che sfrutta la luce solare, è un’alternativa più pulita, ma presenta difficolà nel mantenere la stabilità in condizioni di forte luce e stress chimico.
Lo studio
Per superare queste limitazioni, il team di ricerca dell’IBS ha introdotto una strategia che stabilizza il catalizzatore all’interno di una rete polimerica, posizionando il sito di reazione all’interfaccia tra aria e acqua. Questa configurazione consente al sistema di evitare problemi comuni come la perdita del catalizzatore, la scarsa separazione dei gas e le reazioni inverse.
Il sistema scompone le materie plastiche come il PET in sottoprodotti utili come glicole etilenico e acido tereftalico, rilasciando al contempo idrogeno pulito nell’aria.
“La chiave è stata progettare una struttura che funzionasse non solo in teoria, ma anche in condizioni pratiche esterne”, ha spiegato Lee Wanghee, ricercatore post-dottorato al MIT e coautore principale dello studio. “Ogni dettaglio, dalla progettazione dei materiali all’interfaccia acqua-aria, doveva essere ottimizzato per un’usabilità pratica”.
I ricercatori hanno dimostrato che il loro sistema è rimasto stabile per oltre due mesi, anche in condizioni altamente alcaline. Il sistema di catalizzazione galleggiante funziona anche in diversi ambienti acquatici reali, tra cui acqua di mare e acqua di rubinetto.
Nei test effettuati su un dispositivo di un metro quadrato, posizionato all’aperto ed esposto alla luce solare naturale, il sistema ha prodotto con successo idrogeno dai rifiuti di bottiglie in PET disciolti. Ulteriori simulazioni economiche e di scalabilità hanno dimostrato che la tecnologia può essere estesa a 10 o addirittura 100 metri quadrati, aprendo la strada a una produzione di idrogeno economicamente vantaggiosa e priva di emissioni di carbonio.
“I rifiuti di plastica diventano una preziosa fonte di energia”
“Questa ricerca apre una nuova strada in cui i rifiuti di plastica diventano una preziosa fonte di energia“, ha affermato il professor Kim Dae-Hyeong. “È un passo significativo che affronta sia l’inquinamento ambientale che la domanda di energia pulita”.
Per il Professor Hyeon Taeghwan, “questo lavoro è un raro esempio di sistema fotocatalitico che funziona in modo affidabile nel mondo reale, non solo in laboratorio. Potrebbe diventare un trampolino di lancio fondamentale verso una società alimentata a idrogeno e a zero emissioni di carbonio”.
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