Produrre idrogeno in mare con gli elettrolizzatori PEM
(Rinnovabili.it) – Un sistema integrato per la produzione e trasporto di idrogeno in mare da alimentare con l’energia dei parchi eolici offshore. Lo ha realizzato il progetto tedesco OffsH2ore. L’iniziativa, finanziata dal Ministero federale dell’economia e della protezione del clima, ha riunito i ricercatori del Fraunhofer ISE con esperti aziendali di realtà quali PNE – nel ruolo di coordinatrice -, Silica Verfahrenstechnik, Wystrach, Kongstein. Dal gennaio 2021 al dicembre 2022 i partner hanno lavorato su un preciso obiettivo: realizzare un sistema per l’elettrolisi dell’acqua di mare basato sulle cosiddette PEM, membrane semipermeabili che permettono il passaggio dei protoni trattenendo i gas.
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Gli elettrolizzatori PEM sono stati creati per superare alcuni dei problemi che affliggono gli elettrolizzatori alcalini a partire dalla bassa densità di corrente. L’elettrolisi con membrana a scambio protonico lavora, infatti, a densità di corrente elevate, comportando una riduzione dei costi operativi, in particolare per i sistemi accoppiati a fonti di energia molto dinamiche come l’eolico o il fotovoltaico.
I partner del progetto hanno ideato una piattaforma di elettrolisi da 500 MW da collegare dirittamente ai parchi eolici offshore. Il sistema può produrre fino a 50.000 tonnellate di idrogeno dal mare ogni anno e vanta un design scalabile e modulare da adattare facilmente a diverse esigenze. Ma soprattutto si tratta di un impianto capace di “autoalimentarsi”: il calore residuo dell’elettrolisi (la cella dell’elettrolizzatore PEM ha temperature operative intorno ai 50-80°C), viene sfruttato per desalinizzare l’acqua.
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Ma la piattaforma non si limita a produrre idrogeno in mare. Il sistema è anche in grado di pulirlo e comprimerlo fino a 500 bar per caricarlo su una nave da trasporto. Fino a 400 tonnellate di H2 verde possono essere consegnate dalla piattaforma offshore alla terra ferma.
In questo contesto gli scienziati del Fraunhofer ISE si sono occupati dell’elettrolizzatore. Nel dettaglio hanno dimostrato che la generazione di idrogeno marino con l’elettrolisi PEM è tecnicamente ed economicamente fattibile. “L’elettrolisi PEM è la tecnologia preferita per l’ambiente offshore. Con questo elettrolizzatore, possiamo reagire in modo appropriato allo spazio limitato disponibile sulla piattaforma e utilizzare il comportamento operativo dinamico di questa variante di elettrolisi”, spiega Anna Wunsch, che ha supervisionato questo lavoro.