I combustibili fossili continuano a svolgere un ruolo dominante nel panorama energetico globale, ma la loro disponibilità limitata e il loro impatto negativo sul clima in un mondo affamato di energia hanno spinto gli scienziati a cercare alternative affidabili e sostenibili. L’idrogeno, l’elemento più abbondante dell’universo, è da tempo un’alternativa allettante, ma l’implementazione su larga scala rimane impegnativa.
La produzione di idrogeno è difficile e molto costosa e gli scienziati non hanno ancora trovato un modo efficace per immagazzinarlo. A temperatura ambiente, l’idrogeno è un gas molto leggero e i metodi convenzionali prevedono lo stoccaggio di liquidi a temperature molto basse (inferiori a -250 gradi C) o di gas a pressioni molto elevate, circa 700 volte quelle dell’atmosfera. Anche in queste condizioni, tuttavia, l’energia per unità di volume che si può ottenere dall’idrogeno è molto bassa rispetto ad altri combustibili. Gli scienziati alla ricerca di modi efficienti, economici e durevoli per immagazzinare l’idrogeno si sono quindi concentrati sull’immagazzinamento materiale, che consiste nell’attaccare le molecole di idrogeno a materiali speciali.
Sono stati esplorati migliaia di materiali candidati, in modi non sempre sistematici. Basandosi su una pletora di contributi diversi, sia teorici che sperimentali, un gruppo di scienziati dell’ICTP, dell’Indian Institute of Technology di Bombay e della Konkuk University di Seul, in Corea, ha recentemente redatto un articolo tutorial completo, pubblicato sulla prestigiosa rivista Physical Review X Energy. Lo studio affronta le sfide computazionali e sperimentali che i ricercatori interessati a questi problemi possono incontrare lungo il cammino.
Il team, che comprende i ricercatori dell’ICTP Ralph Gebauer e Nicola Seriani e il ricercatore post-dottorato Vikram Mahamiya della sezione di Fisica statistica e materia condensata, ha una lunga esperienza nella simulazione dell’interazione dell’idrogeno con diversi materiali candidati all’immagazzinamento dell’idrogeno e ha compilato una panoramica completa delle strategie computazionali e del tipo di sfide sperimentali associate alla loro implementazione, basandosi sull’ampia letteratura già disponibile. Questo fornisce un prezioso quadro di riferimento che aiuterà i ricercatori che si avvicinano a questi argomenti a orientarsi in una serie ricca ma intricata di risultati.
