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Sviluppata una tecnica che usa elettrolizzatori commerciali per produrre idrogeno verde dall’acqua di mare senza sistemi di pretrattamento
Un team di scienziati internazionali guidati da Shizhang Qiao e Yao Zheng, entrambi della School of Chemical Engineering dell’università di Adelaide, in Australia, ha annunciato di aver scoperto una tecnica rivoluzionaria che consente di utilizzare normali elettrolizzatori economici, già disponibili in commercio, per dividere l’acqua di mare in ossigeno e idrogeno per produrre idrogeno verde. Lo studio, pubblicato su Nature Energy, potrebbe aprire nuove frontiere per quanto riguarda l’impiego di energia pulita, ottimizzandone costi e tempi di produzione.
L’elettrolisi rappresenta il metodo più semplice per produrre idrogeno, ma richiede molta energia e soprattutto l’utilizzo di acqua purificata. La possibilità di adoperare acqua marina potrebbe fornire una fonte inesauribile d'idrogeno e permetterebbe di salvaguardare le riserve di acqua dolce. Tuttavia, l’ostacolo principale all’utilizzo dell’acqua di mare è dato dalla presenza di cloruri che finiscono con il corrodere i catalizzatori e produrre precipitati insolubili che rallentano la reazione elettrochimica, riducendo così l’efficienza del processo.
Nel nuovo studio, il team di ricercatori ha utilizzato l’acqua di mare come materia prima senza la necessità di alcun processo di pretrattamento come ad esempio la desalinizzazione per osmosi inversa, la purificazione o l’alcalinizzazione. “Abbiamo diviso l’acqua di mare naturale in ossigeno e idrogeno con un’efficienza quasi del 100%, per produrre idrogeno verde mediante elettrolisi, utilizzando un catalizzatore non prezioso ed economico in un elettrolizzatore commerciale”, ha affermato il professor Qiao nella nota stampa che accompagna la ricerca.
Il catalizzatore non prezioso utilizzato per il processo di elettrolisi è stato l’ossido di cobalto con ossido di cromo sulla sua superficie. Questa soluzione ha consentito di proteggere l’ossido di cobalto dalla corrosione dei sali contenuti nell’acqua marina e di eliminare la produzione di precipitati, mantenendo così inalterate le prestazioni dell’elettrolizzatore normalmente pensato per l’utilizzo con acqua purificata. Le prestazioni di questo elettrolizzatore commerciale sono state vicine a quelle dei catalizzatori di platino/iridio che funzionano con acqua deionizzata altamente purificata.
Finora, per gli elettrolizzatori convenzionali è stato sempre necessario trattare l’acqua impura fino al raggiungimento di un livello di purezza dell’acqua, compresa la desalinizzazione e la deionizzazione. Ciò, purtroppo, fa salire i costi operativi e di manutenzione dei processi. Inoltre, l’aumento della domanda d'idrogeno per sostituire l’energia generata dai combustibili fossili rischia di compromettere la disponibilità di acqua dolce. La scoperta di questo nuovo processo di produzione d'idrogeno verde mediante una risorsa quasi infinita come l’acqua di mare, quindi, permetterebbe di abbattere le problematiche relative alla disponibilità di risorse di acqua dolce e, allo stesso tempo, di evitare i costosi processi di prefiltraggio dell’acqua marina.
Gli scienziati stanno ora lavorando per potenziare il sistema utilizzando un elettrolizzatore più grande in modo che possa essere usato in processi commerciali come la generazione d'idrogeno per celle a combustibile e la sintesi di ammoniaca.
