AS_06_2021

Automazione e Strumentazione Settembre 2021 ENERGIA primo piano 21 situati a terra e in mare, su piattaforme petrolifere e di estrazione del gas dismesse, che così saranno riportate a nuova vita, con un’ulteriore forma di riciclaggio virtuoso e benefico per l’ambiente. Così si potranno produrre oltre 4.000 tonnellate di idrogeno verde all’anno e sarà anche possibile accumulare 100 MWh di energia elettrica pronta all’uso in batterie agli ioni di litio . L’energia accumulata nelle batterie permetterebbe di alimentare con continuità i sistemi elettrolitici di produzione dell’idrogeno oppure potrà essere immessa in rete , compensando i normali cali delle fonti rinnovabili, portando un’ elevata prontezza operativa (alta velocità nel compensare le fluttuazioni) e un’ulteriore sicurezza nella fornitura elettrica per l’industria o per centinaia di migliaia di abitazioni. Valorizzare le tecnologie disponibili L’idrogeno è l’elemento chimico di dimensioni più piccole e anche la sua forma biatomica ha comunque il primato di compattezza tra le molecole. Per questo, l’idrogeno attraversa facilmente i reticoli cristallini dei materiali utilizzati per contenerlo. Conservare l’idrogeno a bordo di veicoli rimane ancora problematico, per i grandi volumi richiesti nella forma gassosa o le basse temperature in quella liquida, e questo evita la competizione tra idrogeno e litio nel campo dei veicoli di dimensioni medio piccole. Ma, per l’alimentazione di impianti fissi e per sistemi di produzione innovativi, come le celle a combustibile , l’idrogeno rappresenta una scelta ottimale e praticata da tempo. Le celle a combustibile rappresentano la soluzione più efficiente per ritrasformare l’idrogeno in energia elettrica, ma ciò non vuol dire che questo combustibile pulito non possa essere utilizzato efficacemente per alimentare le macchine e i generatori elettrici già esistenti. Le turbine a ciclo Brayton o i motori a combustione interna possono, con modifiche minime, utilizzare l’idrogeno con rendimenti paragonabili a quelli dei combustibili tradizionali (anche se inferiori a quelli che si potrebbero ottenere con delle celle a combustibile), diventando così macchine più pulite , visto che la combustione dell’idrogeno produce solo vapore acqueo e gli ossidi di azoto sono perfettamente controllabili e quasi assenti nei sistemi più moderni, con evoluti sistemi di controllo. Così, l’anidride carbonica uscirebbe completamente dal ciclo produttivo. Dal presente al futuro La produzione di idrogeno per elettrolisi è già pienamente fattibile e praticatama, in futuro, si potranno aumentare i volumi e l’efficienza del processo, grazie alla ricerca scientifica e tecnologica . Per esempio, con lo sviluppo di nuovi elettro-catalizzatori più efficienti e capaci di rendere possibile la dissociazione di idrogeno e ossigeno risparmiando energia e materie prime. I nuovi catalizzatori potrebbero accelerare lo sviluppo di dispositivi elettrochimici innovativi per convertire l’energia ottenuta da fonti rinnovabili in carburante pulito in modo ancora più economico e, soprattutto, più efficiente. Un recente esempio è della fine dell’anno scorso quando, dei ricercatori dell’ Argonne National Laboratory e del Lawrence Berkeley National Laboratory , hanno annunciato di aver messo a punto dei nuovi catalizzatori capaci di produrre idrogeno in modo più efficace, utilizzando cobalto e ossido di titanio (Co-TiO 2 ) invece di materiali più rari. Il vantaggio dell’utilizzo di questi nuovi catalizzatori è che si tratta di elementi molto più abbondanti in natura rispetto quelli attualmente impiegati per ottenere reazioni meno energivore , che possono comprendere anche metalli preziosi, come l’iridio o il rutenio. I ricercatori statunitensi sono giunti ad ottenere questi risultati così promettenti utilizzando dei modelli basati sulla meccanica quantistica capaci di prevedere il comportamento della struttura atomica del cobalto ed effettuando delle verifiche spettroscopiche. Studiando la reazione catalitica Co-TiO 2 in funzione del potenziale applicato, i ricercatori hanno rivelato un meccanismo di adsorbimento dell’idrogeno che permetterebbe di migliorare in modo sostanziale l’efficienza della reazione. Insomma, la ricerca e l’industria si stanno muovendo, sia a livello nazionale sia in ambito internazionale, e progetti come quello di Saipem e Qint’x, che appaiono già molto convincenti, potranno essere ulteriormente migliorati e fornire un’importante base esperienziale e tecnologica per fondare un innovativo comparto industriale verde . Le celle a combustibile, che hanno il primato nell’efficienza, sono solo uno dei sistemi possibili per riconvertire in energia l’idrogeno, che può facilmente alimentare anche caldaie, turbine e motori alternativi