Passi avanti per produrre idrogeno verde tramite celle PEC
(Rinnovabili.it) – Produrre idrogeno verde in maniera semplice ed economica presenta ancora diverse sfide tecniche. Una di questa riuscire a creare un sistema fotoelettrochimico (o PEC, per usare l’acronimo inglese) che permetta di integrare direttamente produzione dell’energia solare con quella del carburante. Nonostante i vantaggi sulla carta, infatti, impianti su scala commerciale di celle fotoelettrochimiche sarebbero sia complicati da realizzare che estremamente costosi. A dare una mano per risolvere il problema è oggi il Technion-Israel Institute of Technology. Qui un gruppo di scienziati ha sviluppato una nuova tecnica elettrolitica in grado di affrontare affrontare efficacemente questa sfida.
>>leggi anche Idrogeno verde, perfetto per i settori difficili da decarbonizzare<<
Nell’architettura convenzionale dell’elettrolizzatore, i due gas sono coprodotti nella stessa cella in due scomparti separati da membrana per prevenire ricombinazioni e pericolose esplosioni. Il team ha invece deciso di “posizionarli” in due distinte celle “in modo che l’ossigeno venga generato nel campo solare e rilasciato nell’atmosfera, mentre l’idrogeno venga generato in un reattore centrale”, spiegano i ricercatori. Ciò è reso possibile dall’inserimento di due elettrodi, chiamati elettrodi ausiliari, che vengono caricati e scaricati simultaneamente da ioni OH – coinvolti nella reazione di scissione dell’acqua, mediando così lo scambio ionico tra i due celle.
“Abbiamo quindi scoperto che quando si riscalda l’elettrodo ausiliario nella cella a idrogeno, dopo che è stato caricato, rilascia spontaneamente bolle di gas ossigeno e si rigenera al suo stato iniziale”, ha spiegato Avner Rothschild, uno dei ricercatori che ha effettuato lo studio. “Questa scoperta ha portato allo sviluppo del processo di scissione dell’acqua E-TAC presentato nel presente lavoro”.
E-TAC mostra un’alta efficienza energetica del 98,7 per cento, quindi superiore agli elettrolizzatori convenzionali, che tipicamente non superano l’80 per cento anche nei dispositivi più all’avanguardia. Il sistema permette anche una produzione sequenziale di idrogeno e ossigeno. Ciò elimina la necessità di una membrana che separi i gas, semplificando così notevolmente la costruzione e l’assemblaggio delle celle, nonché il loro funzionamento e manutenzione. “Potenzialmente, ciò potrebbe tradursi in grandi risparmi sui costi di capitale e operativi, portando allo sviluppo di una tecnologia di scissione dell’acqua economicamente vantaggiosa che potrebbe competere con SMR (reforming del metano a vapore), offrendo idrogeno economico senza emissioni di CO2 “.
>>Leggi anche Come rendere la tecnologia power-to-gas ecologica e conveniente<<