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Fluorine substituted High Capacity Hydrides for Hydrogen Storage at low working temperatures

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Stoccaggio dell'idrogeno in forma solida per le applicazioni mobili

Solitamente l'idrogeno viene conservato sotto forma di gas compresso o in forma liquida. Alcuni scienziati hanno sviluppato materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno in stato solido per rispondere ai bisogni del settore dei trasporti e del rifornimento di energia stazionario, che richiedono uno stoccaggio a bassa pressione e a basso volume.

Energia

Le risorse solari, eoliche e idriche offerte dalla natura sono dei candidati promettenti per ridurre la dipendenza da un rifornimento di combustibili fossili, che sono in calo e la cui combustione viene sempre più associata ai cambiamenti climatici globali. Ma queste forme di energia alternativa presentano alcuni degli stessi problemi dell'energia che si basa sui combustibili fossili: un rifornimento non costante (cambia nel tempo) e una distribuzione geografica non uniforme. L'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'universo e potrebbe risolvere entrambi i problemi. Ma è difficile da conservare a temperatura ambiente con la densità e la compattezza necessarie per le applicazioni mobili. Alcuni scienziati hanno avviato il progetto FLYHY ("Fluorine substituted high-capacity hydrides for hydrogen storage at low working temperatures") per sviluppare nuovi processi e materiali per lo stoccaggio di idrogeno in stato solido. FLYHY ha cercato di modificare i materiali con elevata capacità di idrogeno sostituendo alcuni atomi di idrogeno con alogeni (fluoro, cloro, bromo e iodio) usando processi di preparazione che si possono introdurre su scala commerciale. L'obiettivo era raggiungere un'elevata densità di stoccaggio, velocità di caricamento e scaricamento di idrogeno rapide e calori operativi simili a quelli delle celle a combustibile (membrana protonica (PEM)). Sono stati studiati diversi boroidruri interessanti, inclusi il boroidruro di litio (LiBH4) e il boroidruro di calcio (Ca(BH4)2). La sostituzione dei gruppi BH4- è stata valutata per diversi alogeni e ha prodotto composti caratterizzati in riferimento alle proprietà desiderate. Sono state osservate una sostituzione del fluoro nei compositi di idruri reattivi (RHC) a base di calcio, litio e sodio e una riduzione prevista delle temperature di rilascio dell'idrogeno. Si prevede che ottimizzando le temperature di reazione, le pressioni e gli additivi, si otterranno meccanismi di reazione che manterranno la capacità di stoccaggio elevata e la stabilità del ciclo dei composti progenitori. L'analisi del ciclo di vita e i confronti del costo di rifornimento supportano la competitività dello stoccaggio di idrogeno allo stato solido con le tecnologie convenzionali a gas compresso o liquido con una riserva. Le materie prime si devono ottenere in grande quantità da fornitori industriali su larga scala e non in quantità ridotte da fornitori di prodotti della chimica fine. Occorre comunque valutare gli effetti di purezze ridotte. FLYHY ha fatto importanti progressi nello sviluppo di materiali per lo stoccaggio di idrogeno in stato solido con densità di stoccaggio, ciclaggio rapido dell'idrogeno e temperature paragonabili all'integrazione di celle a combustibile per applicazioni mobili e fisse. Presto l'idrogeno potrebbe sostituire i combustibili fossili con fonti di energia pulita, rinnovabile e sicura.

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