Ricercatori in Svezia hanno svelato un nuovo concetto per produrre energia dall’idrogeno in modo più efficiente, dividendo l’acqua in ossigeno e idrogeno senza il rischio pericoloso di mescolare i due gas.
Il nuovo metodo sviluppato presso il KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, disaccoppia il processo di elettrolisi standard per la produzione di gas idrogeno, che divide le molecole d’acqua applicando una corrente elettrica, a differenza dei sistemi prevalenti, produce i gas di ossigeno e idrogeno risultanti separatamente anziché simultaneamente nella stessa cella, dove devono essere separati da barriere a membrana.
Esteban Toledo dottorando presso il Dipartimento di Fisica Applicata KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, insieme a Joydeep Dutta, professore di Fisica Applicata al KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, hanno pubblicato lo studio nella rivista Science Advances.
Esteban Toledo ha affermato:
«Questa separazione elimina la possibilità che i gas si mescolino, con il rischio di esplosioni. Elimina anche la necessità di metalli delle terre rare».
I due ricercatori hanno brevettato il sistema e una società, Caplyzer AB, è stata costituita con il supporto di KTH Innovation per ampliare la tecnologia.
Joydeep Dutta ha affermato:
«L’efficienza faradica dell’idrogeno gassoso è risultata pari al 99%, inoltre i test di laboratorio non hanno mostrato alcun evidente degrado degli elettrodi a seguito di test a lungo termine, il che è importante per le applicazioni commerciali».
La produzione di idrogeno dall’acqua genera sempre ossigeno, un tipico elettrolizzatore alcalino ha un elettrodo positivo e uno negativo accoppiati all’interno di una camera di acqua alcalina, separata da una barriera permeabile agli ioni, quando viene applicata una corrente elettrica, l’acqua reagisce al catodo formando idrogeno e ioni idrossido caricati negativamente, si diffondono attraverso la barriera fino all’anodo per produrre ossigeno, ma la barriera provoca resistenza e se la carica elettrica oscilla, aumenta il rischio di una miscela esplosiva tra ossigeno e idrogeno.
Esteban Toledo ha affermato:
«La riconcettualizzazione dell’elettrolisi dell’acqua pone le basi per una forma più affidabile di produzione di energia verde, incorporando fonti intermittenti come quella solare o eolica. Poiché non rischiamo di mescolare i gas, possiamo operare su un intervallo più ampio di potenza in ingresso. È molto più semplice quindi abbinarlo alle energie rinnovabili che generalmente forniscono una potenza variabile».
La produzione simultanea di gas viene evitata sostituendo uno degli elettrodi con un elettrodo supercapacitivo in carbonio, questi elettrodi immagazzinano e rilasciano alternativamente ioni, separando efficacemente la produzione di idrogeno e ossigeno.
L’elettrodo quando è carico negativamente e produce idrogeno, il supercondensatore immagazzina ioni idrossido (OH) ricchi di energia, quando la direzione della corrente viene invertita, il supercondensatore rilascia l’OH assorbito e l’ossigeno viene prodotto sull’elettrodo ora positivo.
Joydeep Dutta in conclusione ha affermato:
«Un elettrodo esegue l’evoluzione sia dell’ossigeno sia dell’idrogeno. È molto simile a una batteria ricaricabile che produce idrogeno, caricandosi e scaricandosi alternativamente. Si tratta di completare il circuito».
