Un ciclo dello zolfo ottimizzato e alimentato a energia solare per idrogeno più conveniente
Al momento sono in fase di sviluppo dei processi avanzati per incrementare il potenziale commerciale delle celle a combustibile a idrogeno, con gli studi concentrati soprattutto sui cicli termochimici. L’Impresa comune per le celle a combustibile e l’idrogeno è un Partenariato tra pubblico e privato tra la Commissione europea e l’industria e i ricercatori europei che mira ad accelerare l’introduzione sul mercato delle tecnologie energetiche delle celle a combustibile e dell’idrogeno. La produzione di idrogeno attraverso la separazione dell’acqua ottenuta usando la luce solare concentrata è stata supportata per molti anni quale strada principale per produrre idrogeno ecologico. Il progetto SOL2HY2 (Solar to hydrogen hybrid cycles), finanziato dall’UE, intendeva studiare il ciclo ibrido dello zolfo alimentato a energia solare. Questi ciclo è uno degli approcci più promettenti e competitivi dal punto di vista economico per generare idrogeno, usando energia termica. Il ciclo ibrido dello zolfo è un processo in due fasi di separazione dell’acqua, finalizzato a scomporre le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno. Basato sull’ossidazione e sulla riduzione dello zolfo, esso è classificato come un ciclo termochimico ibrido, poiché utilizza una reazione elettrochimica per una delle due fasi e una reazione termochimica ad alta temperatura per l’altra. Il lavoro iniziale sulla fase di elettrolisi nel ciclo ibrido dello zolfo è stato realizzato dall’industria nucleare. Questo poiché le fonti di calore nucleari erano più economiche rispetto all’energia solare. Tuttavia, è improbabile che le nuove tecnologie raggiungano costi dell’idrogeno inferiori a 3 - 3,50 euro al chilogrammo. I membri del consorzio hanno integrato le fonti d’energia solare con un nuovo processo a basso consumo di energia, che collega la produzione di idrogeno e acido solforico. La struttura semplificata, le entrate maggiori derivanti dalla vendita dell’acido e l’utilizzo congiunto di impianti esistenti possono far calare i costi dell’idrogeno di circa il 50 % rispetto alle progettazioni tradizionali del procedimento. I ricercatori di SOL2HY2 hanno ottimizzato il processo ciclico per una quota elevata delle risorse rinnovabili, ridotto i costi di investimento e il saldo del flusso di prodotto. Il team ha sviluppato una nuova strategia per elettrolizzatori depolarizzati zolfo-diossido, e ha dimostrato i suoi molti vantaggi rispetto ai processi convenzionali. Il consorzio ha progettato un elettrolizzatore che funziona a temperatura ambiente mediante la fabbricazione e il collaudo di nuovi concetti di rivestimenti che non contengono platino o palladio. Inoltre, per la fase ad alta temperatura del processo, è stato sviluppato e dimostrato al Sole un reattore solare mediante l’utilizzo di un catalizzatore economico e stabile. Questi risultati porteranno a dei costi ridotti per la produzione dell’idrogeno. Questo metodo di produzione dell’idrogeno economico ed ecologico può trovare applicazione nelle celle a combustibile, nella produzione dell’energia e nei trasporti.
Parole chiave
Idrogeno, ciclo ibrido zolfo, elettrolizzatore, cella combustibile idrogeno, energia pulita, SOL2HY2, concentrazione solare
