Recenti progressi nella tecnologia delle celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEM) stanno suscitando grande interesse nel settore dei trasporti, in particolare per le applicazioni difficili da decarbonizzare come il trasporto pesante, l’aviazione e il settore marittimo. Uno studio pubblicato su Nature Catalysis, guidato dal professor Yu Huang della UCLA Samueli School of Engineering, ha dimostrato che l’inserimento di cluster di ossido di cobalto all’interno di un catalizzatore ultrafine a base di platino può migliorare notevolmente la durata delle celle a combustibile. Grazie a questa innovazione, si stima che i veicoli passeggeri dotati di queste celle a combustibile innovative potrebbero durare fino al 87,5% in più rispetto all’obiettivo di durata finale fissato a 8.000 ore, equivalenti a circa 150.000 miglia.
Gli esperti dei trasporti concordano sull’importanza delle celle a combustibile, in particolare per i settori a basse emissioni di carbonio, poiché offrono una densità energetica superiore rispetto alle batterie, pur essendo limitate dalla disponibilità di platino. Lo studio ha inoltre evidenziato miglioramenti sostanziali per veicoli e imbarcazioni pesanti, suggerendo che un incremento nell’uso del catalizzatore a base di platino e ossido potrebbe ulteriormente ottimizzare la longevità delle celle in questi contesti.
Huang ha spiegato che la loro ricerca ha permesso di creare una “scaffold” atomica che tiene in posizione gli atomi di platino nel catalizzatore, garantendo la loro stabilità per un periodo prolungato. La sostituzione dell’alleato di platino tradizionale con cluster di molecole di ossido di cobalto incapsulati all’interno di gusci di platino ha dimostrato di superare le tradizionali leghe di platino-cobalto in termini di durata.
L’interesse per le celle a combustibile non si sta limitando agli Stati Uniti, ma sta crescendo anche in paesi come la Cina e l’India, dove la vulnerabilità geopolitica legata alla dipendenza da importazioni di combustibili fossili è particolarmente sentita. Queste nazioni si stanno concentrando non solo sulla ricerca e sviluppo, ma anche sulla produzione su scala delle celle a combustibile e degli elettrolizzatori.
Tuttavia, uno degli aspetti critici non menzionati nello studio riguarda la dipendenza dal platino, una risorsa scarsa e maggiormente estratta in Sudafrica e Russia. Sono in corso ricerche internazionali per identificare soluzioni alternative basate sul ferro. In attesa di queste innovazioni, le celle a combustibile PEM beneficeranno sicuramente dei recenti sviluppi tecnologici come quelli elaborati all’UCLA.
Il lavoro di ricerca è stato intrapreso in collaborazione con Alessandro Fortunelli, co-autore e membro del Consiglio Nazionale delle Ricerche in Italia, e ha ricevuto finanziamenti parziali dall’Ufficio della Ricerca Navale degli Stati Uniti.
Fonte: www.electrive.com
