In laboratorio, un solido rilascia idrogeno e metano a 80–110 °C

Scaldate il nuovo solido a una temperatura compresa tra 80 °C e 110 °C, tenendo lontano l'ossigeno, e inizierà a cedere gas: prima il metano, poi l'idrogeno. Il solido è un composto cristallino di magnesio e zinco realizzato da un gruppo di ricerca indiano, e il risultato, pubblicato su Science Advances, è una dimostrazione di laboratorio del fatto che un unico materiale può contenere e rilasciare due componenti combustibili.

L'idrogeno è interessante perché, quando viene usato in una cella a combustibile o bruciato con l'ossigeno, produce solo vapore acqueo e calore. Ma le celle a combustibile a idrogeno sono costose, e il suo uso pratico è ancora oggetto di studio e sviluppo. Le miscele idrogeno–metano sono state proposte come combustibile di transizione tra i combustibili idrocarburici e l'idrogeno. Rispetto ai combustibili idrocarburici, le due miscele hanno un'efficienza di combustione migliore ed emissioni più basse, e l'aggiunta di metano riduce il rischio di ritorno di fiamma e di detonazione, rendendo la miscela più sicura dell'idrogeno puro. Il nodo è stato lo stoccaggio: le ricerche precedenti sullo stoccaggio allo stato solido trattavano i due gas separatamente, e alcuni composti che rilasciano metano si decompongono durante la preparazione, il che li rende difficili da isolare e studiare.

L'idea del gruppo è stata di inserire in una struttura ricca di idruri dei gruppi a base di carbonio, detti leganti alchilici, in modo che un'unica piattaforma molecolare rilasciasse entrambi i gas. Il composto non contiene gruppi stabilizzanti ingombranti, che in altri idruri molecolari aggiungevano peso. Durante il riscaldamento in assenza di ossigeno, il metano è stato l'unico idrocarburo rilevato, e il rilascio è avvenuto per fasi, non tutto in una volta. In soluzione, riscaldato a 100 °C, è uscito solo idrogeno. Il solido residuo, formato da magnesio e zinco, è ciò che resta una volta che i gas sono andati via.

Gli autori precisano che si tratta di una dimostrazione di principio, non di un sistema di stoccaggio del combustibile. La ricarica del materiale con il gas e la verifica della sua capacità di ripetere il ciclo di rilascio non sono ancora state testate. Il prossimo obiettivo del gruppo è capire come la struttura molecolare determini quale gas esce e quando. Gli autori scrivono che estendere il concetto a precursori molecolari capaci di assorbire e rilasciare gas in modo reversibile, usando elementi più leggeri dei blocchi s e p della tavola periodica, «rappresenterebbe un passo importante verso approcci chimici per lo stoccaggio del carburante».

Se la ricarica e i cicli ripetuti funzioneranno, l'approccio potrebbe offrire agli ingegneri un modo allo stato solido e a bassa temperatura per trasportare insieme idrogeno e metano, in una miscela di transizione più pulita dei soli combustibili idrocarburici. Per ora, a trarne beneficio sarebbero i ricercatori, non gli automobilisti né le aziende di servizi: il lavoro non è ancora uscito dal laboratorio e non è stata indicata alcuna scadenza per un materiale pratico.