Il nuovo metodo dei ricercatori della RMIT University divide l’acqua di mare direttamente in idrogeno e ossigeno, eliminando la necessità di desalinizzazione e i costi, il consumo di energia e le emissioni di carbonio associati.
L’idrogeno è stato a lungo pubblicizzato come un futuro combustibile pulito, una potenziale soluzione alla criticità delle sfide energetiche, in particolare per le industrie più difficili da decarbonizzare, settori industriali energivori i cosiddetti settori Hard to Abate come Acciaio, Chimica, Ceramica, Carta, Vetro, Cemento e Fonderie.
Il sito Iea (collabora con i governi e l’industria per plasmare un futuro energetico sicuro e sostenibile per tutti), riporta che quasi tutto l’idrogeno mondiale attualmente proviene da combustibili fossili, la sua produzione è responsabile di circa 830 milioni di tonnellate di anidride carbonica all’anno, equivalenti alle emissioni annuali del Regno Unito e dell’Indonesia messe insieme.
L’idrogeno “verde” privo di emissioni, prodotto dalla scissione dell’acqua, è costoso, in gran parte non redditizio dal punto di vista commerciale e, a livello globale, rappresenta solo l’1% della produzione totale di idrogeno.
Nasir Mahmood, ricercatore, ingegnere dei materiali presso la RMIT University, insieme al suo team, ha depositato la domanda di brevetto provvisorio per il nuovo metodo, dettagliato in uno studio su scala di laboratorio pubblicato nella rivista Small, ha affermato:
«I processi di produzione di idrogeno verde sono costosi, si basano su acqua dolce o desalinizzata. Sappiamo che l’idrogeno ha un immenso potenziale come fonte di energia pulita, in particolare per le molte industrie che non possono passare facilmente all’energia rinnovabile, ma l’idrogeno che utilizziamo, per essere veramente sostenibile, durante l’intero ciclo di vita della produzione, deve essere privo di carbonio al 100% e non deve intaccare le preziose riserve mondiali di acqua dolce. Il nostro metodo per produrre idrogeno direttamente dall’acqua di mare, rispetto a qualsiasi idrogeno verde attualmente sul mercato, è semplice, scalabile e molto più conveniente. Speriamo con un ulteriore sviluppo, di poter favorire la creazione di una fiorente industria dell’idrogeno verde in Australia”.
Scissione della differenza: un catalizzatore per l’acqua di mare
La produzione di idrogeno verde, avviene per mezzo di un elettrolizzatore che invia una corrente elettrica attraverso l’acqua per scinderla negli elementi che la compongono, l’idrogeno e l’ossigeno. Attualmente questi elettrolizzatori utilizzano catalizzatori costosi e consumano molta energia e acqua, basti pensare alla necessità di circa nove litri di acqua per produrre un chilogrammo di idrogeno. Inoltre, hanno un’emissione tossica: non l’anidride carbonica, ma il cloro.
Nasir Mahmood ha dichiarato:
«L’ostacolo più grande nell’utilizzo dell’acqua di mare è il cloro, che può essere generato come sottoprodotto, se dovessimo soddisfare il fabbisogno mondiale di idrogeno senza prima risolvere questo problema, produrremmo 240 milioni di tonnellate di cloro all’anno, ovvero tre o quattro volte il fabbisogno mondiale di cloro. È evidente che non ha senso sostituire l’idrogeno prodotto dai combustibili fossili con una produzione di idrogeno che potrebbe danneggiare l’ambiente. Il nostro processo non solo elimina l’anidride carbonica, ma non produce nemmeno cloro».
Il nuovo metodo ideato dal team del gruppo di ricerca multidisciplinare Materiali per l’energia pulita e l’ambiente (MC2E) della RMIT University, utilizza un tipo speciale di catalizzatore, è stato sviluppato per funzionare specificamente con l’acqua di mare. Lo studio, condotto con il ricercatore Suraj Loomba, si è concentrato sulla produzione di catalizzatori altamente efficienti e stabili, che possono essere fabbricati a costi contenuti.
Nasir Mahmood ha affermato:
«Questi nuovi catalizzatori richiedono pochissima energia per funzionare e possono essere utilizzati a temperatura ambiente. Sono stati sviluppati altri catalizzatori sperimentali per la scissione dell’acqua marina, ma sono complessi e difficili da scalare».
Suraj Loomba ha aggiunto:
«Il nostro sviluppo tecnologico attraverso un semplice metodo, si è concentrato sulla modifica della chimica interna dei catalizzatori, li rende relativamente facili da produrre su larga scala, quindi facilmente sintetizzabili su scala industriale».
Nasir Mahmood in conclusione ha detto:
«La tecnologia ha promesso di ridurre significativamente il costo degli elettrolizzatori, abbastanza da raggiungere l’obiettivo del governo australiano per la produzione di idrogeno verde al costo di 2 dollari il chilogrammo, per renderlo competitivo con l’idrogeno proveniente da combustibili fossili».
I ricercatori della RMIT University stanno collaborando con partner industriali per sviluppare alcuni aspetti di questa tecnologia. La fase successiva della ricerca è lo sviluppo di un prototipo di elettrolizzatore che combina una serie di catalizzatori per produrre grandi quantità di idrogeno.
