Gli elettrolizzatori di nuova generazione dovrebbero fornire un comportamento dinamico per migliorare i servizi di bilanciamento di rete ed integrare le fonti rinnovabili, soggette ad intermittenza. L’obiettivo del progetto HPEM2GAS ha riguardato lo sviluppo di un elettrolizzatore PEM (Polymer Electrolyte Membrane) a basso costo ed ottimizzato attraverso un’innovativa progettazione di componenti e stack e validazione sul campo.

De Nora, leader nel settore dell’elettrochimica, guida la transizione energetica verso un futuro sostenibile. Grazie alla sua capacità produttiva e alla catena di approvvigionamento, l’azienda ha sviluppato e qualificato un portafoglio di elettrodi, componenti e sistemi per la produzione di idrogeno verde ad un costo economicamente competitivo, un elemento critico per la transizione energetica.

Lo sviluppo di tecnologie utili ad affrontare le attuali sfide energetiche ed ambientali richiede l’elaborazione di conoscenze molto approfondite a livello microscopico su struttura e attività di materiali catalitici. Una nuova tecnica basata sul microscopio a effetto tunnel può rispondere a queste esigenze, consentendo di monitorare le reazioni elettrocatalitiche con precisione del singolo atomo.

L’industria chimica di oggi dipende da processi basati sul calore che convertono i combustibili fossili in prodotti chimici grezzi e fini. Questo approccio genera enormi emissioni di CO2. Nel 2021 l’industria chimica è stata responsabile del rilascio in atmosfera di oltre 900 Mton di CO2 equivalente. Il reforming elettrochimico decarbonizzerà l’industria chimica convertendo rifiuti, biomasse ed energie rinnovabili in composti ad alto valore aggiunto sfruttando processi elettrochimici.

Un nuovo pathway di fermentazione chiamato “Capnophilic Lactic Fermentation” (CLF) è stato identificato e brevettato nel batterio anaerobico ipertermofilo Thermotoga neapolitana. Il processo permette la sintesi biologica di idrogeno verde e la valorizzazione della CO2 in acido L-lattico (95% e.e.) a partire da zuccheri e sottoprodotti agro-alimentari.

La gestione dell’idrogeno mediante idruri viene visto come un metodo adatto per applicazioni future. In questo lavoro, sono discusse le metodologie di gestione dell’idrogeno mediante gli idruri, evidenziando le possibili strategie per lo sviluppo di nuovi materiali, per possibili applicazioni in specifici casi studio.

In questo articolo vengono riportati alcuni esempi di applicazione delle perovskiti per l’economia dell’idrogeno: dalle celle ad ossido solido e le membrane alla produzione di combustibili solari. Gli esempi selezionati mirano a dimostrare l’importanza di questa classe di materiali in questo ambito e come sia possibile modificare con la loro struttura specifiche proprietà finali fondamentali per lo sviluppo delle tecnologie per la penetrazione delle tecnologie dell’idrogeno e dei combustibili rinnovabili.

In questo articolo vengono riportati alcuni esempi di applicazione delle perovskiti per l’economia dell’idrogeno: dalle celle ad ossido solido e le membrane alla produzione di combustibili solari. Gli esempi selezionati mirano a dimostrare l’importanza di questa classe di materiali in questo ambito e come sia possibile modificare con la loro struttura specifiche proprietà finali fondamentali per lo sviluppo delle tecnologie per la penetrazione delle tecnologie dell’idrogeno e dei combustibili rinnovabili.

Questo contributo affronta in maniera critica la problematica della produzione di H2 “verde”. Dopo aver introdotto la tematica e i limiti della produzione di H2 da elettrolisi, vengono discussi alcuni esempi di metodi alternativi, evidenziando la possibilità di ridurre i costi, il carbon footprint e l’intensità di energia rinnovabile rispetto all’elettrolisi.

La decarbonizzazione dei processi di conversione dell’energia riveste un ruolo chiave per contrastare i cambiamenti climatici. In questo articolo, attraverso un caso studio, vengono discusse le principali sfide tecnologiche e le principali opportunità associate all’industrializzazione di processi decarbonizzati, a partire dallo sviluppo di nuovi catalizzatori, processi e reattori catalitici compatti e flessibili.

Il metanolo è da molti considerato una molecola strategica per stoccare in maniera indiretta energia rinnovabile in energia chimica. Infatti, se il metanolo fosse prodotto dall’idrogenazione della CO2 tramite l’uso di idrogeno verde, si avrebbe un apporto al contenimento delle emissioni di CO2, derivanti dalla combustione di risorse fossili. Inoltre, il metanolo potrebbe essere il target di elezione per una reazione di ossidazione parziale di bio-metano proveniente da fonti disperse (non da un giacimento di gas naturale), riducendo l’impatto delle reazioni di “steam reforming” e “water gas shift”.

L’uso dell’idrogeno (H2) nel settore energetico incontra diversi ostacoli tecnici ed economici legati alle sue proprietà chimico-fisiche. Per realizzare le grandi potenzialità di questo vettore nella decarbonizzazione dell’economia globale, occorre selezionare attentamente i settori di applicazione, continuando a promuovere la ricerca scientifica su produzione, trasporto e stoccaggio.

L’idrogeno può essere usato per sostenere un sistema energetico rivoluzionario, capace di integrare le fonti rinnovabili e privo di emissioni di gas-serra, nella prospettiva di contenere il riscaldamento globale. Le celle a combustibile e gli elettrolizzatori rappresentano la chiave di volta di questo nuovo sistema energetico pulito, attualmente in fase di ricerca, sviluppo e implementazione.

Questo articolo illustra alcuni tra i processi per la produzione d’idrogeno rinnovabile considerati particolarmente promettenti e attualmente in fase di ricerca e sviluppo: i cicli termochimici e l’elettrolisi ad ossidi solidi, evidenziando, in particolare, il loro ruolo rispetto al possibile contributo alla produzione di combustibili sintetici, se integrati con processi di metanazione e di idrogassificazione dei rifiuti.