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».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.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».