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Auto elettrica addio, arriva ANG. Auto a metano caricato su spugna molecolare

Una "spugna molecolare" a temperatura ambiente assorbe il metano meglio di come possa farlo un serbatoio a gas naturale a centinaia di atmosfere. Una ricerca inventa un nuovo tipo di MOF (Metal-Organic Framework) "flessibile". E l'auto elettrica perde terreno, mentre l'auto ANG dà gas.

Dopo lo scandalo Volkswagen molti hanno pensato che l'era del motore diesel fosse praticamente finita (o fatta finire) in favore dell'auto elettrica e delle sue batterie. Il problema dell'inquinamento ovviamente è solo "spostato" dal particolato alla lunga e complessa filiera delle batterie agli ioni di litio (o similari) che di certo non spuntano come la piantaggine agli angoli delle strade (e non concimano la terra una volta esauste). Eppure l'auto a batteria, meglio conosciuta come auto elettrica, sembra non avere alternative all'orizzonte tanto che molte compagnie che producono "altro" (dai telefonini ai tostapane) stanno decidendo se entrare sul mercato dell'"elettrica". Ma un'alternativa economica ed ecologica alle auto a batterie (e all'idrogeno che per ora deve essere "fabbricato" con il petrolio) sta ingranando la marcia giusta. Si chiama ANG, che siginfica "adsorbed natural gas" ovvero un'auto con un serbatoio particolare che "assorbe" e "rilascia" il gas naturale senza "contenerlo" in maniera compressa come in una normale auto a metano (queste tecnicamente si chiamano CNG, acronimo di "compressed natural gas"). Una recente ricerca scientifica (pubblicata qualche giorno fa) potrebbe quindi non solo eliminare le bombole di metano dai cofani delle auto e degli autobus (per il GPL si continua con gli studi) ma si candiderebbe a sfidare il crescente impero delle auto elettriche.

Un gruppo di ricercatori internazionali capitanati da Prof. J. R. Long del Berkeley Lab, Università della California, ha prodotto e testato un materiale flessibile e poroso che intrappola il gas naturale, proprio come una spugna fa con l'acqua. Non a caso questo materiale fa parte di quelle "spugne molecolari" che vengono studiate in diversi ambiti tra cui la bonifica dell'aria e dell'acqua (si veda "Le arance di Sicilia toglieranno il mercurio dal Mar Mediterraneo?"). Un serbatoio fatto di questa spugna molecolare sarebbe riempito a pressioni nettamente più basse rispetto al tipico bombolone guardato sempre con un certa apprensione dagli automobilisti. Avere una bombola di gas caricata a 250 atmosfere sotto il cofano trasforma inevitabilmente nella fervida fantasia dell'immaginario collettivo, la propria auto in un piccolo Space Shuttle sempre pronto a spiccare il volo (per poi magari, in un volo pindarico, finire come il Challenger nell'86). Con l'auto ANG niente paura quindi, perché la macchina ANG si differenzia da quella CNG (avete memorizzato gli acronimi?) anche in questo. Il nuovo materiale MOF (eccone un altro, significa Metal-Organic Framework) potrà infatti essere riempito di metano a delle pressioni che vanno da 35 a 65 atmosfere. Proprio come una vescica metallica (una vescica d'acciaio, citerebbe qualcuno), il MOF si sgonfia completamente rilasciando il metano tra 5 e 6 atmosfere.

Ma c'è ancora di più: sostanzialmente questo materiale poroso lavora a temperatura ambiente, senza particolari shock termici in fase di compressione del gas o di decompressione dello stesso. Il risultato rivoluzionario della ricerca è descritto nell'articolo "Methane storage in flexible metal-organic frameworks with intrinsic thermal management", pubblicato sulla rivista Nature. Il fatto che dovrebbe gasare un po' tutti gli automobilisti tricolori, già pronti a comprare la futuribile Apple Car a batteria (a far da pendant all'iPhone, naturalmente) è che questa ricerca parla anche italiano. I coautori del lavoro sono infatti la dott.ssa Antonella Guagliardi, dell'Istituto di Cristallografia, e il Prof. Norberto Masciocchi, dell'Università dell'Insubria. Il dottor Antonio Cervellino, nome italianissimo, appartiene invece allo Paul Scherrer Institute di Villigen in Svizzera. La ricerca ha lavorato in team nella nuovissima struttura del To.Sca.Lab, un laboratorio congiunto Insubria/CNR a Como. Il Prof. Norberto Masciocchi dalle pagine dell'Università degli Studi dell'Insubria spiega bene il funzionamento delle "spugne molecolari" come il MOF che "risultano estremamente flessibili, e assorbono, durante il processo di immagazzinamento, elevate quantità di gas, con una serie di cambiamenti strutturali accompagnati da un anomalo effetto di assorbimento di calore. In assenza di questo effetto, materiali analoghi, noti da tempo, mostrano prestazioni significativamente inferiori".

E specifica il ruolo italiano nella ricerca al Berkeley Lab: "Il contributo significativo dei coautori dell'Università dell'Insubria e del To.Sca.Lab si è particolarmente incentrato sulla modellizzazione strutturale e dinamica del comportamento flessibile, e reversibile, di questi materiali, capaci di espandersi (ed aumentare il volume disponibile all'immagazzinamento del metano) nel momento in cui vengono esposti ad un flusso del gas sotto pressione". Spiega ancora Masciocchi: "L'utilizzo di tecniche sperimentali avanzate (scattering con radiazione di sincrotrone) e di software ed algoritmi numerici innovativi, sviluppati ad hoc, ha permesso di evidenziare un comportamento inusuale, in cui un materiale solido inizialmente molto denso, diventa altamente poroso in presenza di gas, grazie a movimenti atomici correlati (come quelli delle asticelle di un pantografo) associati ad una significativa variazione energetica". E chissà che in un futuro prossimo anche le navi metaniere possano utilizzare queste spugne molecolari, e magari anche le bombole delle case. Così si potrà direttamente staccarle e metterle in macchina, accendere il motore e caricare finalmente l'iPhone con il metano.

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