Un gruppo di ricercatori ha messo a punto una strategia facile ed economica per sintetizzare un nuovo catodo per la produzione di idrogeno offshore
Elettrolisi marina alimentata da rinnovabili offshore, tra problemi e soluzioni
(Rinnovabili.it) – Generare idrogeno verde utilizzando acqua ed energie rinnovabili presenta ancora diverse sfide, dagli alti costi produttivi ad un’efficienza decisamente migliorabile. Ma nel mondo della ricerca c’è chi ha deciso di complicare ancora di più le cose in nome della sostenibilità. Negli ultimi anni si sono, infatti, moltiplicati gli studi dedicati all’elettrolisi marina, approccio nato per preservare risorse di acqua dolce.
Per funzionare gli attuali elettrolizzatori commerciali richiedono acqua ad alta purezza, un elemento che ne potrebbe limitare l’impiego sulla scala necessaria alla transizione, soprattutto con l’acuirsi della crisi idrica. Di contro mari e oceani possono offrire tutte le risorse di cui abbiamo bisogno per l’elettrolisi marina e possono anche ospitare anche impianti rinnovabili offshore con cui alimentare la generazione di H2.
Ovviamente produrre idrogeno a largo delle coste significa affrontare nuove sfide: i sistemi di elettrolisi devono “imparare” a usare l’acqua salata o essere integrati con desalinizzatori. A ciò si aggiunge il problema della stabilità dell’alimentazione. Le fluttuazioni nella produzione energetica rinnovabili offshore, soprattutto in condizioni marine estreme, limitano le prestazioni degli elettrolizzatori.
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Un nuovo catodo ibrido semplice da sintetizzare
Ad aiutare quest’ultimo aspetto, è la nuova ricerca condotta in Cina e guidata dalla Chinese Academy of Sciences. Gli scienziati hanno messo a punto un innovativo catodo ibrido dotato di eccellente stabilità. Per sintetizzarlo il team ha proposto una strategia che coinvolge incisione, solforazione ed elettrodeposizione. Il processo regala all’elettrodo una nanostruttura superaerofobica che consente il trasporto di massa di idrogeno anche a densità di corrente elevate.
Una volta testato il catodo ibrido ha mostrato elevate prestazioni di evoluzione dell’idrogeno con sovrapotenziali di 190 e 250 mV a una densità di corrente di 1.000 mA/cm2 rispettivamente in acqua di mare artificiale alcalina e acqua di mare reale. In condizioni stazionarie, i ricercatori hanno registrato una perdita di sovrapotenziale trascurabile dopo più di 2.000 ore a 500 mA/cm2, e una durata di 1.500 ore in condizioni pratiche di avvio/arresto accelerato. Per gli scienziati il lavoro fornisce un metodo efficiente per sintetizzare catodi ad alte prestazioni per l’elettrolisi marina. La ricerca è apparsa su Advanced Functional Materials (testo in inglese).
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