Rendere l’idrogeno verde più accessibile economicamente
L’idrogeno verde è considerato fondamentale per la transizione energetica, sia come combustibile privo di carbonio sia come materia prima per le industrie siderurgiche o chimiche. L’idrogeno verde, ottenuto dalla scissione dell’acqua in idrogeno e ossigeno mediante l’elettrolisi derivante dall’utilizzo di elettricità generata da fonti rinnovabili, sta diventando sempre più popolare, ma la sua redditività è discutibile a causa degli elevati costi di produzione. Gli esperti coinvolti nel progetto CHANNEL, finanziato dall’UE, hanno affrontato questa sfida e hanno creato una nuova tecnologia per la produzione di idrogeno tramite l’elettrolisi in modo conveniente. Secondo un comunicato stampa di Evonik, partner del progetto CHANNEL, la membrana a scambio anionico (AEM) sviluppata dalla società specializzata di prodotti chimici speciali «dovrebbe contribuire alla svolta nella produzione elettrolitica di idrogeno». L’AEM si riferisce a membrane elettrolitiche polimeriche solide che contengono gruppi ionici positivi e anioni mobili caricati negativamente. Nel medesimo comunicato stampa, Oliver Conradi dell’unità di innovazione strategica Creavis di Evonik commenta: «La nostra membrana potrebbe consentire la realizzazione commerciale di una tecnologia di elettrolisi altamente efficiente ed economicamente valida». E aggiunge: «La chimica dei polimeri che sta alla base di questa membrana è la chiave per un’elettrolisi efficiente e noi ora siamo in possesso di quella chiave».
Costi ridotti
Secondo quanto osservato nel medesimo comunicato stampa, rispetto ad altri processi elettrolitici come l’elettrolisi alcalina convenzionale che utilizza diaframmi oppure l’elettrolisi con membrana a scambio protonico, che dipende fortemente da materie prime come i metalli preziosi, l’elettrolisi AEM è più vantaggiosa. «L’innovativo concetto AEM riduce i costi di investimento, poiché le celle utilizzate per l’elettrolisi in condizioni alcaline non richiedono metalli preziosi, pertanto è possibile utilizzare materiali molto meno costosi. Tra le altre caratteristiche di tale piattaforma di elettrolisi AEM è compresa l’elevata densità di corrente, l’ottima efficienza e l’elevata flessibilità». Anche l’elevata conduttività dell’AEM è considerata un vantaggio.
Efficienza
Il progetto CHANNEL (Development of the most Cost-efficient Hydrogen production unit based on AnioN exchange membrane ELectrolysis) continuerà fino a dicembre 2022 e mira a sviluppare un elettrolizzatore efficiente e a basso costo utilizzando «elettrocatalizzatori non PGM, strati di trasporto porosi, captatori di corrente, piastre bipolari, membrane a scambio anionico all’avanguardia e ionomeri», come indicato sul sito web del progetto. «Ciò consentirà lo sviluppo di una tecnologia di elettrolizzatori a un costo d’investimento (CAPEX) uguale o inferiore alla classica elettrolisi alcalina. Tuttavia, a differenza della tecnologia alcalina, l’elettrolizzatore AEM di CHANNEL disporrà di un’efficienza e un funzionamento a densità di corrente simili a quelli dell’elettrolizzatore a membrana a scambio protonico». Il sito web del progetto riporta inoltre: «Lo stack di CHANNEL non solo si tradurrà in una diminuzione del numero di parti dell’elettrolizzatore, ma sarà anche in grado di funzionare a pressione differenziale, nonché in condizioni di funzionamento dinamico, ottimali per la produzione di idrogeno di alta qualità e a basso costo proveniente da fonti di energia rinnovabile».
Parole chiave
CHANNEL, idrogeno verde, membrana a scambio anionico, elettrolisi, energia rinnovabile
