Cura della creazione di idrogeno in batterie acquose Zn-Fe

Un suggerimento sono le batterie acquose zinco-ferro, in cui lo stoccaggio avviene tramite la placcatura reversibile e la rimozione dello zinco dall’anodo.

Uno dei problemi associati a questa chimica (la crescita dei dendriti è un altro) è la generazione di gas idrogeno da reazioni collaterali parassite che decompongono l’acqua – che pressurizzano gradualmente la cella con un gas esplosivo e impoveriscono l’elettrolita.

“I ricercatori hanno spesso cercato di eludere questo problema installando uno strato di protezione superficiale che minimizzi l’area di contatto tra l’anodo metallico e l’elettrolita, secondo il Korea Institute of Science and Technology (KIST, nella foto). “Tuttavia, nella maggior parte dei casi, la corrosione dell’anodo metallico e la conseguente decomposizione dell’acqua nell’elettrolita sono inevitabili.”

Gli scienziati del KIST hanno dimostrato una soluzione alternativa, creando un catalizzatore che trasforma automaticamente l’idrogeno in acqua all’interno della cellula.

È composto da biossido di manganese e palladio.

“Il biossido di manganese non reagisce con l’idrogeno gassoso in circostanze normali, ma quando viene aggiunta una piccola quantità di palladio, l’idrogeno viene facilmente assorbito dai catalizzatori, rigenerandosi in acqua”, secondo l’istituto di ricerca. “Nella cella prototipo caricata con i catalizzatori, la pressione interna è stata mantenuta ben al di sotto del limite di sicurezza e non è stata osservata alcuna deplezione dell’elettrolita”.

Il team non si fa illusioni: il palladio è un materiale costoso, anche se ne serve solo lo 0,2%. Tuttavia, hanno sottolineato, ora che il concetto è stato dimostrato, può iniziare la ricerca di un’alternativa meno costosa.

Inoltre, questo catalizzatore non è limitato alle batterie. “Può essere applicato a vari impianti industriali in cui le perdite di gas idrogeno rappresentano uno dei maggiori problemi di sicurezza, ad esempio nelle stazioni di rifornimento di idrogeno e nelle centrali nucleari”, ha affermato il professor Si Hyoung Oh, ricercatore del KIST.

Il lavoro è pubblicato come “Batterie acquose ricaricabili altamente sicure tramite rigenerazione dell’elettrolito utilizzando Pd-MnO₂ ciclo catalitico’ nei materiali di accumulo dell’energia.