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Spazio e Scienze

Il ghiaccio “italiano” per il futuro dell’energia pulita

Il mondo ha bisogno di energia pulita, sia per il sostentamento umano che per frenare il cambiamento climatico. Per questo motivo è rilevante la scoperta dei ricercatori dell'Isc-Cnr di Firenze, che hanno osservato una nuova forma cristallina di H2O, molto porosa, in grado di assorbire idrogeno e altri gas.

Lo studio, pubblicato su Nature Communications, illustra una nuova forma di ghiaccio, chiamata ghiaccio XVII, che apparentemente è identico alla neve ha una struttura molecolare diversa.

ghiaccio xvii
Struttura cristallina del ghiaccio XVII

"Sono note almeno 16 forme di ghiaccio, con diverse strutture cristalline, che si ottengono cambiando pressione e temperatura. Tutte, tranne il ghiaccio ordinario, si formano ad alta pressione", spiega Lorenzo Ulivi, ricercatore Isc-Cnr e tra gli autori dello studio. "La differenza tra queste forme sta nella struttura microscopica, cioè nella disposizione delle molecole di acqua, più precisamente, nella disposizione degli atomi di ossigeno delle molecole, che formano in ogni caso una struttura geometrica ordinata e periodica, il cosiddetto reticolo cristallino, come accade in tutti i cristalli".

Il ghiaccio XVII, come tutti gli altri, è composto solo da acqua, ma per ottenerlo occorre idrogeno ad alta pressione, dopodiché è stabile a pressione ambiente e a bassa temperatura, cioè al di sotto di 120 K (-153°C). Presenta inoltre una caratteristica che i ricercatori pensano sarà utile per applicazioni nel campo dell'energia pulita.

"Ha infatti una struttura diversa da quella di tutti gli altri, è molto poroso e quindi può assorbire e desorbire gas anche a bassa pressione, senza cambiare la sua struttura", precisa il ricercatore dell'Isc-Cnr. "La prima applicazione a cui abbiamo pensato è quindi l'immagazzinamento dell'idrogeno per applicazioni energetiche. Questo ghiaccio può accumulare e restituire ripetutamente l'idrogeno e ne può contenere fino al 50% in proporzione all'acqua (una molecola di idrogeno ogni due di acqua) che corrisponde a più del 5% in peso. Abbiamo inoltre osservato che il ghiaccio XVII assorbe con analoga facilità anche azoto e altri gas, caratteristica promettente per applicazioni nel campo della separazione industriale di gas".