Commercializzazione delle celle a combustibile mediante strategie efficaci di riciclaggio e smantellamento
Negli ultimi anni le energie rinnovabili sono aumentate nell’UE. Producendo solo elettricità, acqua e calore come sottoprodotto, le celle a combustibile sono la chiave per un futuro energetico sostenibile. Tuttavia, i costi e le infrastrutture e la mancanza di strategie di riciclaggio sia per i materiali che per i componenti delle celle a combustibile costituiscono un grosso ostacolo per una più ampia diffusione della tecnologia. Abbracciare l’economia circolare per le celle a combustibile Nel 2015, la CE ha adottato un piano d’azione per ridurre la dipendenza dell’industria dalle materie prime essenziali. La loro scarsa concentrazione è in molti casi aggravata da bassi tassi di riciclaggio. Il passaggio dal modo di produzione e consumo «prendi, produci, butta» a un’economia circolare in cui le risorse sono considerate preziose, contribuirà a rafforzare la competitività dell’Europa, a promuovere una crescita economica sostenibile e a creare nuovi posti di lavoro. Il progetto finanziato dall’UE HYTECHCYCLING è stato istituito per ridurre l’uso di materie prime essenziali nella produzione di idrogeno e nelle tecnologie delle celle a combustibile, promuovendo strategie di riciclaggio. «Per funzionare, i dispositivi a celle a combustibile contengono quantità significative di materiali essenziali, costosi e scarsi, proprio come il platino. Lo studio di sostituzioni di platino o di adeguati trattamenti per riutilizzare il materiale piuttosto che buttarlo come rifiuto aiuterà i produttori a sviluppare tecnologie di celle a combustibile più ecologiche», osserva il coordinatore del progetto Alfonso Bernad. Il consorzio del progetto comprende un gruppo di esperti in tecnologie delle celle a combustibile e del riciclaggio provenienti da la Fondazione per lo sviluppo di nuove tecnologie dell’idrogeno in Aragona, l’Istituto per l’Energia IMDEA, il Parco Scientifico Tecnologico per l’ambiente di Torino, l’Università di Lubiana e l’Industrias López Soriano S.A.. Il team ha studiato le tecnologie di riciclaggio e smantellamento esistenti e nuove. Catalizzatori con cella a combustibile privi di materie prime essenziali I partner del progetto hanno esaminato i materiali utilizzati in quattro diverse tecnologie di produzione di idrogeno e di celle a combustibile. Questi includevano l’elettrolisi dell’acqua alcalina, l’elettrolisi con membrana a scambio protonico (PEM), le celle a combustibile a ossido solido (SOFC) e le celle a combustibile PEM. I materiali sono stati valutati in termini di costi, metodologia di criticità CE e il loro impatto sulla salute umana. I risultati degli studi hanno incoraggiato l’uso di catalizzatori privi di materie prime essenziali. «Le celle a combustibile basate interamente su materiali ceramici al posto di quelle che utilizzano convenzionalmente il nichel nell’anodo sono una possibile alternativa migliore nelle pile SOFC. Inoltre, i catalizzatori con strutture a guscio unico nel suo genere possono ridurre la quantità totale di platino nelle pile PEM», spiega Bernad. I partner del progetto hanno esplorato anche tecnologie di riciclaggio adeguate per recuperare più di un materiale alla volta. Prendiamo ad esempio, la dissoluzione elettrochimica selettiva, una tecnica che ha permesso il recupero del platino e del suo supporto in carbonio. Documentazione di riferimento per le tecnologie di riciclaggio e smantellamento Attraverso una revisione sistematica della letteratura, i partner del progetto hanno analizzato i limiti, gli ostacoli e le sfide che le tecnologie delle celle a combustibile possono incontrare durante il loro ciclo di vita. Hanno anche mappato le tecnologie di riciclaggio all’avanguardia utilizzate per il trattamento delle celle a combustibile a fine vita. Inoltre, hanno condotto una valutazione del ciclo di vita per determinare l’impatto ambientale delle quattro tecnologie dell’idrogeno e delle celle a combustibile, a partire dalla lavorazione delle materie prime fino allo smantellamento e al riciclaggio. Tutte queste informazioni sono state raccolte in esaurienti documenti di riferimento. «La nostra documentazione di riferimento spiana la strada alle future attività di dimostrazione tecnologica sul campo, ma può anche dare forma a future regolamentazioni, codici e norme», prosegue Bernad. «C’è ancora un lungo cammino verso il raggiungimento di un modello di economia circolare nella produzione di idrogeno e nelle tecnologie delle celle a combustibile. Partendo dall’individuazione di questioni importanti come la sostituzione di materie prime essenziali e alcune tecnologie di riciclaggio e smantellamento, HYTECHCYCLING ha posto le basi per ulteriori ricerche», conclude Bernad.
Parole chiave
HYTECHCYCLING, celle a combustibile, riciclaggio, smontaggio, materie prime essenziali, platino, economia circolare, produzione di idrogeno, guida di riferimento, documentazione di riferimento
