Idruri metallici per lo stoccaggio e la compressione dell’idrogeno
I ricercatori che lavorano al progetto ATLAS-H2 (Advanced metal hydride tanks for integrated hydrogen applications) hanno sviluppato dei sistemi di serbatoi per lo stoccaggio allo stato solido dell’idrogeno e per la sua compressione. Varie leghe metalliche e composti intermetallici reagiscono con l’idrogeno, formando idruri metallici. Controllando convenientemente temperatura e pressione, si può regolare la direzione della reazione chimica. In altre parole, i metalli possono essere caricati e scaricati con l’idrogeno. Lo sviluppo di un serbatoio per lo stoccaggio dell’idrogeno basato su idruri metallici ha comportato differenti livelli di ricerca. In primo luogo, sono stati sintetizzati, selezionati e valutati differenti tipi di materiali per lo stoccaggio dell’idrogeno su scala di laboratorio prendendo in considerazione le applicazioni previste (stoccaggio e compressione dell’idrogeno): basati su Mg e del tipo AB2 / AB5 (ad es. il sistema La1-xCexNi5). Tra tutti gli idruri metallici testati per lo stoccaggio dell’idrogeno, solo alcuni di essi sono stati selezionati per sviluppare un sistema di serbatoi a grandezza naturale. Il prototipo del sistema incorpora dei dischi di idruro di magnesio compattato e un materiale a cambiamento di fase per accumulare il calore rilasciato durante l’assorbimento dell’idrogeno da riutilizzare durante la fase di disassorbimento. Per valutare le prestazioni del serbatoio di stoccaggio dell’idrogeno basato su Mg è stata effettuata una serie di test di assorbimento e disassorbimento dell’idrogeno. Una cella a combustibile con membrana a scambio protonico che produceva una potenza elettrica di 1,2 kilowatt è stata usata per testare la capacità del serbatoio di fornire la necessaria portata di idrogeno per il suo funzionamento. La tecnologia di ATLAS-H2 per accumulare idrogeno in idruri metallici a bassa pressione affronta un numero elevato di potenziali applicazioni importanti dal punto di vista industriale connesse alle energie rinnovabili. Non sorprende quindi il fatto che questa tecnologia del serbatoio per lo stoccaggio dell’idrogeno sia già passata nella fase di commercializzazione. D’altro canto, la costruzione di un compressore a più stadi per idrogeno su scala di laboratorio basato su idruro metallico con pressione di uscita H2 superiore a 200 bar è stata dimostrata con successo nel contesto di ATLAS-H2. Il compressore H2 utilizza soltanto acqua calda e fredda per il suo funzionamento e la portata del dispositivo è di circa 2 000 litri di H2 all’ora. Adesso viene messa in campo un’azione successiva che mira a portare su scala industriale il prototipo da laboratorio del compressore a idruri metallici (MHC) sviluppato nell’ambito di ATLAS-H2, a esaminare la tecnologia in un sistema di stoccaggio completo per l’energia rinnovabile (RE) e a valutare il mercato attuale per i compressori basati su idruri metallici, in particolare per applicazioni di stoccaggio RE.
Parole chiave
Idruri metallici, stoccaggio idrogeno, cella combustibile, ATLAS-H2, sistema serbatoio, idrudo di magnesio, materiale cambiamento fase
