Un nuovo percorso per lo stoccaggio sostenibile dell’idrogeno
Dal suo avvio nel 2022, il progetto MOST-H2, finanziato dall’UE, sta lavorando su un modo per stoccare l’idrogeno in modo efficiente, sicuro ed economico. Giunto al suo terzo anno, ha compiuto progressi significativi verso il miglioramento delle tecnologie di stoccaggio dell’idrogeno di cui l’Europa ha bisogno per raggiungere i suoi obiettivi climatici. L’arma segreta di MOST-H2 per le sue soluzioni di stoccaggio dell’idrogeno crio-adsorbente è una speciale classe di materiali cristallini porosi chiamati strutture metallo-organiche (MOF). Nel crio-adsorbimento, l’idrogeno gassoso viene fisicamente adsorbito su materiale poroso a temperature criogeniche. Il progetto ha sviluppato nuovi adsorbenti monolitici MOF con una combinazione ottimale di capacità di assorbimento volumetrico e gravimetrico dell’idrogeno. Questi materiali riusciranno a stoccare l’idrogeno in modo efficiente, saranno facili e sicuri da trasportare e avranno un’impronta ambientale molto ridotta.
Sfruttare l’intelligenza artificiale
Per accelerare i progressi nello sviluppo dei materiali, i ricercatori di MOST-H2 hanno sviluppato uno strumento guidato dall’IA che permette di prevedere con precisione quali strutture MOF sono ottimizzate per lo stoccaggio dell’idrogeno. «Combinando l’apprendimento automatico con simulazioni avanzate, il progetto ha creato un solido database di materiali ad alte prestazioni», si legge in un articolo pubblicato sulla piattaforma «idw». «Il lavoro è stato anche presentato in pubblicazioni recenti, che mostrano come i metodi computazionali possano rimodellare la sintesi delle MOF e migliorare il loro potenziale applicativo nei processi di adsorbimento dei gas».
Alla ricerca di nuovi composti
Il team di MOST-H2 ha combinato l’analisi computazionale di oltre 10 000 strutture MOF con una rigorosa ricerca sperimentale per identificare nuovi composti MOF ad alte prestazioni che superano gli obiettivi ampiamente accettati per quanto riguarda le capacità di stoccaggio dell’idrogeno sia gravimetriche che volumetriche. «Tali scoperte sono state messe al sicuro attraverso la richiesta di brevetti», si legge nell’articolo. Sono stati compiuti progressi anche nella modellizzazione e nell’analisi dei sistemi di stoccaggio dell’idrogeno grazie all’uso di simulazioni avanzate. Ciò ha permesso di sviluppare modelli dettagliati di trasferimento di calore e massa per i serbatoi di idrogeno crio-adsorbente, un passo fondamentale per ottimizzare la progettazione dei serbatoi e l’efficienza di carica. Secondo quanto riportato nell’articolo, questa è «la chiave per ottenere soluzioni di stoccaggio scalabili e pratiche». Il progetto ha inoltre perfezionato modelli tecno-economici e valutazioni del ciclo di vita con l’obiettivo di valutare le prestazioni tecniche ed economiche e l’impatto ambientale della soluzione di stoccaggio proposta. «Queste analisi sono fondamentali per ampliare la produzione e ridurre i costi, e al contempo informano sugli usi finali, come i sistemi ferroviari alimentati a idrogeno. I casi di studio in Austria e in Italia evidenziano l’importanza del progetto per il trasporto sostenibile.» Il prossimo obiettivo di MOST-H2 è quello di integrare questi progressi in una soluzione dal laboratorio al serbatoio pienamente realizzata. Tra le sfide da affrontare vi sono l’ampliamento della tecnologia, il miglioramento della progettazione del sistema e l’esplorazione di potenziali applicazioni commerciali per la mobilità a idrogeno. Il progetto MOST-H2 (Novel metal-organic framework adsorbents for efficient storage of hydrogen) termina a maggio 2026. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto MOST-H2
Parole chiave
MOST-H2, idrogeno, stoccaggio di idrogeno, struttura metallo-organica, crio-adsorbimento, adsorbente
