Nuovo progetto a Chemnitz: elettrolisi sostenibile per idrogeno verde!

Nuovo progetto a Chemnitz: elettrolisi sostenibile per idrogeno verde!

L’Università di Tecnologia di Chemnitz fa parte di un innovativo progetto congiunto per lo sviluppo di tecnologie per l’elettrolisi dell’acqua, chiamato “Sviluppo dell’elettrolisi dell’acqua senza fluoro (FFWD)”. Finanziato dal Ministero federale dell'Istruzione e della ricerca, questo progetto riunisce diversi partner importanti, tra cui l'Università di Friburgo, l'Università della Lorena, la start-up ionysis e il produttore di elettrolizzatori Elogen. L'obiettivo principale è sviluppare membrane polimeriche acide prive di fluoro per elettrolizzatori su larga scala, che svolgono un ruolo chiave nella produzione di energia.

Gli attuali elettrolizzatori sono tipicamente basati sul Nafion, un materiale che appartiene alle sostanze alifatiche poli e perfluorurate (PFAS). Queste sostanze sono dannose per l'ambiente perché sono molto stabili e si accumulano nell'ambiente. In vista delle normative previste, la necessità di sviluppare alternative prive di fluoro sta diventando sempre più urgente. Il Prof. Dr. Michael Sommer dell'Università di Tecnologia di Chemnitz evidenzia le sfide legate allo sviluppo di nuovi materiali con proprietà comparabili.

Sviluppo di membrane innovative

Il progetto “H2Giga Project Fluorine-Free MEA” mira a sviluppare unità elettrodi a membrana prive di fluoro (MEA) economicamente vantaggiose per l’elettrolisi dell’acqua. I partner della cooperazione includono Fumatech BWT GmbH e l'Università di Friburgo. La tecnologia si basa sull'utilizzo di polimeri e il progetto è centrale per la produzione di idrogeno verde.

I comuni materiali delle membrane sono costituiti da acidi perfluorosolfonici, che offrono elevata stabilità ma presentano svantaggi come l'elevata permeabilità ai gas e il relativo inquinamento ambientale. Nuovi materiali per membrane a base di idrocarburi privi di fluoro promettono vantaggi in questo senso: tra gli altri, una maggiore stabilità a temperature superiori a 80 °C, una minore permeabilità ai gas e una produzione più rispettosa dell'ambiente e potenzialmente più economica. L’obiettivo è sviluppare potenti MEA utilizzando tecnologie scalabili.

Utilizzo di tecnologie sostenibili dell’idrogeno

La produzione di idrogeno sostenibile è una componente essenziale della transizione energetica. I processi di elettrolisi scompongono l’acqua in idrogeno (H₂) e ossigeno (O₂) e richiedono energia elettrica, preferibilmente da fonti rinnovabili, per produrre idrogeno verde. Le varie tecnologie di elettrolisi comprendono l'elettrolisi alcalina, l'elettrolisi PEM, l'elettrolisi a membrana alcalina e l'elettrolisi ad alta temperatura.

L'elettrolisi PEM è particolarmente dinamica e ha un'elevata densità di corrente e un design compatto, ma richiede materiali robusti e metalli preziosi costosi. Per aumentare l’efficienza delle tecnologie di elettrolisi entro il 2050, l’obiettivo è raggiungere un miglioramento del 12%. L'elettrolisi con membrana a scambio anionico (AEMEL) è considerata una tecnologia promettente che offre minori criticità dei materiali e opportunità di ridimensionamento.

In sintesi, si può vedere che gli sviluppi nel campo dei materiali per membrane privi di fluoro non sono solo più rispettosi dell’ambiente, ma sono anche fondamentali per la trasformazione verso un sistema energetico sostenibile. Con progetti come FFWD e H2Giga si sta compiendo un passo significativo verso una produzione di idrogeno efficiente ed ecologica. La Germania mira a raggiungere 44 GW di capacità di elettrolisi entro il 2030, sottolineando la priorità di sviluppare e implementare approcci innovativi alla produzione di idrogeno.