Gas «inafferrabili» senza scampo grazie alle «nanospugne» microporose

Roberta Di Giuli • Idrogeno, metano e anidride carbonica possono rimanere intrappolati grazie alla straordinaria proprietà di compressione di due innovativi materiali capaci di stoccare grandi quantità di gas a pressioni ridotte, con notevoli vantaggi per l’industria dell’energia e dell’auto

Attenti a quei due… nuovi materiali con virtù decisamente inedite. In una parola: elevatissima capacità di compressione. Un dato che chiarisce il concetto: fino a 5.000 metri quadrati di superficie possono essere compattati in un solo grammo di peso. Queste prestazionali nanospugne microporose sono state realizzate dai ricercatori dell’Università di Milano–Bicocca nell’ambito del Progetto H2-Ecomat finanziato dall’Ateneo e dalla Regione Lombardia.

I due nuovi materiali – che appartengono alle categorie dei Materiali sintetici iperreticolati (MIR) e dei Materiali porosi di origine biologica (MPOB) – si comportano come spugne con gallerie di dimensioni nanometriche. Questa prerogativa permette di assorbire gas «inafferrabili» come idrogeno, metano e anidride carbonica comprimendo il loro volume. Inoltre le «nanospugne», oltre a ridurre la pressione, hanno anche la proprietà di rilasciare i gas al termine dello stoccaggio mantenendone inalterate le caratteristiche. Possono quindi essere rapidamente usate per un nuovo ciclo di assorbimento. Alcuni dei nuovi materiali, per i quali è già in corso il deposito del brevetto, derivano dalla soia, sono biodegradabili e privi di metalli pesanti: il che permette di smaltirli tra i rifiuti organici al termine del loro ciclo di vita.

 

Le opportunità di applicazione

Questo sorprendente risultato è stato raggiunto in circa due anni di ricerca nel dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca e presentato nel corso di un convegno conclusivo del progetto H2-Ecomat. Il progetto ha un valore complessivo di 750mila euro, di cui 375 mila finanziati dalla Regione Lombardia.

Il team di lavoro, coordinato da Piero Sozzani, ordinario di Chimica Industriale presso il dipartimento di Scienza dei materiali dell’Ateneo milanese, ha studiato e realizzato i due elementi innovativi che, simili d’aspetto ad una polvere si comportano a tutti gli effetti come «spugne». Infatti, se la polvere viene inserita in una bombola o in un qualsiasi altro contenitore, è in grado di ridurre la pressione del gas, a parità di volume, fino a 30-80 atmosfere. Ad esempio, in un recipiente di un litro riempito di materiale assorbente è possibile stoccare fino a 40 litri di metano a zero gradi.

 

“Le ricadute tecnologiche – ha detto il prof. Piero Sozzani – sono facilmente prevedibili. Diventa finalmente possibile lo stoccaggio di gas a minori pressioni di esercizio, ovvero a pressioni poco pericolose. Finora, le tecnologie comunemente applicate prevedono di ricorrere ad altissime pressioni o di liquefare i gas a temperature molto basse con sistemi frigoriferi, che consumano però una grande quantità di energia”.

I nuovi materiali possono trovare applicazione in numerosi settori industriali a cominciare da quello dell’auto e della distribuzione di energia. I serbatoi di metano delle auto equipaggiati con le «nanospugne» possono contenere più carburante per una maggiore autonomia e azzerare i rischi di esplosione. Nel campo energetico, invece, il loro impiego può avvenire sia nella fase di trasporto dei gas (nave, treno, gasdotti) sia nella fase di distribuzione, riducendo notevolmente i costi di rigassificazione, eliminando la necessità di «congelare» il gas.

 

“Stiamo entrando ora nella fase del trasferimento tecnologico alle aziende del settore dei trasporti pubblici e privati e della distribuzione di energia” Ha affermato il coordinatore del team Sozzani. “Numerose industrie hanno espresso interesse per i risultati ottenuti sui materiali innovativi e ci sono segnali per un impatto sulle assunzioni di giovani da noi formati, che abbiano le capacità di seguire il percorso di scale-up e di implementazione tecnologica delle scoperte. E questo – ha concluso – rappresenta un ulteriore esempio di efficacia e di eccellenza della ricerca italiana”.

Impossibile dargli torto. Piuttosto: chapeau!

 

Roberta Di Giuli