Più idrogeno e celle a combustibile migliori: Un nuovo sguardo alle basi

Quando una molecola d'acqua rilascia un protone, diventa idrossido. Tuttavia, questo protone ama portare con sé un elettrone. E un protone insieme ad un elettrone alla fine è l'idrogeno, la sostanza che è considerata un componente importante della produzione di energia a basse emissioni e rispettosa dell'ambiente.

L'elettrolisi dell'acqua, la reazione che descrive la scissione dell'acqua in ossigeno e idrogeno, ha ora prodotto alcune nuove scoperte.

È stata studiata la velocità di reazione con cui vengono scambiati i protoni e quindi anche gli elettroni. Questi processi sono fondamentali per l'utilizzo dell'elettricità verde per produrre idrogeno, così come per la conversione dell'idrogeno in elettricità all'interno di una cella a combustibile.

Anche le batterie e gli accumulatori funzionano fondamentalmente secondo questo principio. Le particelle cariche positivamente (protoni) e negativamente (elettroni) vengono scambiate, ciascuna concentrandosi su un lato e creando così una differenza di potenziale o di tensione. La corrente scorre.

Contrariamente alle aspettative, le due particelle che si formano da due molecole d'acqua si comportano in modo molto diverso. Secondo una ricerca del MIT, l'idronio con carica positiva e l'idrossido con carica negativa in equilibrio non bilanciano la reazione.

Invece, lo scambio avanti e indietro avviene alla stessa velocità quando il pH della soluzione è 10. Questo significa che l'idrossido si verifica una volta al giorno. Ciò significa che l'idrossido si verifica un milione di volte più frequentemente dell'idronio. Solo allora lo scambio di protoni ed elettroni avviene all'unisono.

"La nostra scoperta è davvero illuminante, perché significa che il presupposto che le persone utilizzano per analizzare tutto, dalla catalisi delle celle a combustibile all'evoluzione dell'idrogeno, potrebbe essere qualcosa che dobbiamo rivedere", dice Yogesh Surendranath, autore principale dello studio.

Quindi c'è una buona possibilità che molti processi fondamentali di generazione di energia che utilizzano reazioni chimiche nelle celle a combustibile, nelle batterie o negli accumulatori subiscano delle innovazioni interessanti nel prossimo futuro.