Idrogeno, dal nulla!
E se ogni respiro che fai contenesse la soluzione per un futuro a basse emissioni di carbonio? Una nuova ricerca suggerisce che l’umidità nell’aria potrebbe essere raccolta e convertita in combustibile a idrogeno utilizzando nient’altro che la luce solare.
L’idrogeno è spesso pubblicizzato come una pietra angolare nei piani di eliminazione graduale dei combustibili fossili. Ha un potenziale come materia prima a basso contenuto di carbonio per l’industria chimica e come carburante per i trasporti, per l’alimentazione di aerei, camion e automobili come quelli della Toyota. Mirai. Eppure, nonostante la sua reputazione ecologica, l’idrogeno ha visto un’adozione limitata nel mondo reale.
Il problema sta nel come lo produciamo. Il metodo più pulito esistente divide l’acqua in idrogeno e ossigeno utilizzando l’elettricità. Ma questo comporta alcuni avvertimenti: l’acqua deve essere pulita, il che rappresenta una sfida nelle regioni che affrontano la scarsità di acqua dolce, e il processo è ad alta intensità energetica. Inoltre, se l’elettricità utilizzata proviene da combustibili fossili, i benefici climatici svaniscono rapidamente.
“I ricercatori hanno sviluppato un sistema che estrae l’acqua direttamente dall’aria e la divide in idrogeno senza richiedere una fornitura esterna di acqua o elettricità”
Per aggirare queste limitazioni, i ricercatori hanno sviluppato un sistema che estrae l’acqua direttamente dall’aria e la divide in idrogeno senza richiedere una fornitura esterna di acqua o elettricità. Sfrutta invece i cicli naturali giorno-notte. Di notte, il sistema assorbe il vapore acqueo dall’aria; durante il giorno, la luce solare innesca una reazione che rilascia gas idrogeno dall’acqua.
La tecnologia ha due componenti chiave. Il primo è una struttura metallo-organica (MOF), un materiale estremamente poroso che agisce come una spugna, assorbendo il vapore acqueo. I MOF hanno guadagnato un’attenzione più ampia dopo essere stati premiati con il Premio Nobel per la Chimica del 2025. Il secondo componente è un catalizzatore al platino, che guida la reazione chimica che divide l’acqua. Questi materiali sono ingegnerizzati in nanoparticelle e combinati in una sottile membrana.
Ciò che rende il design innovativo è il modo in cui questi componenti lavorano insieme. Oltre a separare l’acqua, il catalizzatore al platino aiuta anche a raffreddare il sistema, migliorando la capacità del MOF di assorbire l’umidità. Fondamentalmente, il processo utilizza vapore acqueo anziché acqua liquida, evitando i problemi riscontrati nei progetti precedenti in cui l’acqua liquida bloccava l’assorbimento della luce solare o intrappolava l’idrogeno prodotto.
Sebbene sia ancora lontana da un’implementazione su larga scala, la ricerca evidenzia un’idea convincente: che le future tecnologie sostenibili potrebbero fare meno affidamento su infrastrutture complesse e più sull’aria intorno a noi e sul sole sopra di noi.
Babies, Bach e trovare il ritmo
Un gruppo dell’Istituto Italiano di Tecnologia ha scoperto che i bambini sembrano nascere con una capacità innata di riconoscere i ritmi musicali, ma la comprensione della melodia arriva più tardi. I risultati offrono nuove informazioni su come si sviluppa l’elaborazione uditiva nei primi anni di vita.
I ricercatori hanno utilizzato l’elettroencefalografia (EEG) per misurare l’attività elettrica del cervello dei bambini addormentati mentre riproducevano registrazioni musicali di brani per pianoforte di Bach. Hanno esaminato le risposte ai brani inalterati e alle versioni “mescolate”, in cui il tempo e l’intonazione delle note erano casuali in modo che la musica non avesse un ritmo o una melodia prevedibili.
“L’esposizione a stimoli ritmici mentre sono nel grembo materno consente ai feti di sviluppare la sensibilità al ritmo prima della nascita”
Per analizzare i dati EEG è stato utilizzato un modello computazionale. In particolare, il gruppo era interessato a come i bambini rispondevano agli eventi inaspettati nella musica inalterata, cioè ai momenti che non si adattavano al ritmo o alla melodia.
Hanno scoperto che i bambini tendevano a percepire le interruzioni nel ritmo delle note come sorprendenti, suggerendo che il loro cervello stava seguendo schemi ritmici e prevedendo cosa sarebbe dovuto accadere dopo. Tuttavia, i cambiamenti inaspettati nel tono non hanno suscitato la stessa sorpresa, il che implica che i bambini non stavano formando previsioni simili sulla melodia.
I ricercatori hanno suggerito che l’esposizione a stimoli ritmici mentre si trovano nel grembo materno – ad esempio, il suono del battito cardiaco della madre o il movimento ritmico prodotto dal suo camminare – consente ai feti di sviluppare la sensibilità al ritmo prima della nascita. Al contrario, la distorsione del suono da parte del liquido amniotico significa che i feti sono esposti solo a una gamma ristretta di toni e la capacità di riconoscere la melodia probabilmente si sviluppa dopo la nascita attraverso l’esposizione alla parola e alla musica.
Modelli simili a quelli dei bambini sono stati osservati in altre specie, comprese le scimmie rhesus. Il primo autore dello studio ha suggerito che la comprensione del ritmo potrebbe quindi riflettere “antiche capacità uditive che condividiamo con altri primati”, mentre la melodia è “modellata dall’apprendimento dopo la nascita”. Questa distinzione può aiutare a spiegare perché i modelli ritmici sono spesso simili nella musica di culture diverse, mentre la melodia tende ad essere molto più diversificata.
