Ilaria Rosella Pagliaro Le ultime innovazioni nel campo della produzione di idrogeno verde: come la ricerca del Technion - Israel Institute of Technology sta lavorando per ridurre i costi e superare le sfide tecniche
I progressi della scienza stanno aprendo le porte a un nuovo metodo che renderà la produzione l’idrogeno verde più economica e vantaggiosa. Considerato uno dei principali protagonisti nel percorso verso la decarbonizzazione globale, l’idrogeno verde prodotto attraverso fonti di energia rinnovabile rappresenta una soluzione energetica versatile applicabile in vari ambiti quali l’industria, la mobilità e lo stoccaggio di energia sostenibile. Nonostante le sue potenzialità, la diffusione su ampia scala di tale tecnologia è ostacolata dagli elevati costi di produzione, che variano da 5 a 10 euro per chilogrammo, influenzati dalle dimensioni e dalla complessità degli impianti di produzione.
Tuttavia, recenti progressi nel campo dell’elettrolisi dell’acqua potrebbero segnare una svolta nella riduzione di questi costi. Un gruppo di ricercatori del Technion – Israel Institute of Technology ha annunciato di aver elaborato un metodo più economico per produrre idrogeno senza emissioni di carbonio, grazie allo sviluppo di un elettrolizzatore privo di costose membrane. Questa innovazione prevede la separazione dei gas di idrogeno e ossigeno in due camere distinte, segnando un importante passo avanti nel settore.
Ridurre i costi mantenendo l’efficienza
L’elettrolisi dell’acqua, una tecnica conosciuta da oltre due secoli, ha subito numerosi miglioramenti. Al momento, l’elettrolizzatore alcalino, che necessita di una membrana a scambio protonico per separare idrogeno e ossigeno impedendone la miscelazione, è il più diffuso. Questa membrana, composta da vari strati speciali, rappresenta uno dei componenti dal costo più elevato nell’intero impianto. La ricerca condotta dal professor Avner Rothschild e dal suo team si è concentrata sul superamento della necessità di tale membrana, mirando a un significativo abbattimento dei costi.
Il nuovo approccio adottato prevede la separazione temporale e spaziale delle fasi di produzione di idrogeno e ossigeno. Implementando un sistema in cui un elettrodo a base di nichel viene prima caricato per la produzione di idrogeno e successivamente spostato in una seconda camera per la generazione di ossigeno, i ricercatori hanno introdotto un metodo di elettrolisi “disaccoppiata”. Nonostante la sua efficacia, questo sistema presentava limitazioni legate alla necessità di spostare fisicamente l’elettrodo e all’impossibilità di operare in continuo, fattori che potrebbero influenzare il costo dell’espansione dell’impianto.
Per superare questi ostacoli, sono state apportate modifiche al design, consentendo la trasformazione degli ioni bromuro in bromato nell’elettrolita liquido durante la fase di produzione dell’idrogeno. Questa soluzione ha permesso la produzione continua di idrogeno a temperatura ambiente, con significativi vantaggi in termini di velocità e continuità del processo.
Sebbene i risultati ottenuti siano promettenti, l’applicazione pratica di questa tecnologia di elettrolisi disaccoppiata incontra ancora diverse sfide. La sua efficienza, ad esempio, rimane inferiore rispetto agli elettrolizzatori alcalini tradizionali. Inoltre, l’utilizzo di cromo esavalente, un noto agente cancerogeno, solleva preoccupazioni relative alla sicurezza e all’impatto ambientale del processo, evidenziando la necessità di ulteriori studi e miglioramenti tecnologici per garantire la sostenibilità e l’efficacia di questa innovativa soluzione per la produzione di idrogeno verde.
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Fonte: Nature Materials
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