L'economia basata sull'idrogeno promette celle elettrolitiche a ossidi solidi
L'idrogeno è un vettore energetico in grado di produrre grandi quantità di energia con livelli di inquinamento quasi pari a zero. Tuttavia, sebbene questa molecola rappresenti l'elemento più abbondante nell'Universo, la sua presenza in natura differisce da quella di un gas terrestre, in quanto risulta legata ad altri elementi per formare composti quali acqua e idrocarburi (nei combustibili fossili). Le celle elettrolitiche a ossidi solidi (SOEC) sono celle a combustibile a ossidi solidi (SOFC) che funzionano nel senso inverso. Le prime, infatti, eseguono un'elettrolisi ad alta temperatura (HTE) dell'acqua allo scopo di produrre ossigeno e gas di idrogeno puro a partire da fonti elettriche rinnovabili, mentre le seconde hanno conosciuto uno sviluppo esponenziale negli ultimi anni, che ha condotto a numerosi progressi anche per la controparte elettrolitica. Ciononostante, il problema della degradazione durante l'integrazione delle celle in stack non è ancora stato risolto. In un contesto che richiede la produzione di quantità di idrogeno di rilevanza industriale, tale aspetto ha ostacolato la commercializzazione della molecola. Gli scienziati hanno avviato il progetto RELHY, finanziato dall'UE, allo scopo di superare gli ostacoli correlati all'attuale integrazione di SOEC in uso in stack di rilevanza industriale, efficaci, economici e durevoli. Il team di ricerca e sviluppo si è concentrato sull'ottimizzazione dei materiali delle celle e sulle progettazioni di stack SOE innovativi. Grazie ai nuovi materiali SOEC, gli sperimentatori hanno compiuto progressi importanti sul piano della stabilità e delle prestazioni delle celle. Due campagne di prova con singole unità ripetute e stack brevi hanno prodotto risultati promettenti sul piano dell'efficienza e della degradazione. La progettazione è stata adattata allo stack a 25 celle previsto nella proposta progettuale, con un livello di degradazione limitato e un'elettrolisi stabile in determinate condizioni. Tale fenomeno non prova soltanto la fattibilità, ma illustra anche questioni importanti correlate all'ottimizzazione e al funzionamento futuri dell'elettrolisi. Infine, le analisi di impatto ambientale e dei costi hanno sostenuto la competitività del processo di elettrolisi del vapore ad alta temperatura (HTSE) ai fini della produzione di idrogeno. L'estrazione di idrogeno dalle molecole di acqua mediante l'elettrolisi alimentata da fonti energetiche rinnovabili e l'utilizzo di questa particella per la produzione di carburanti sintetici neutrali sul piano delle emissioni di carbonio trasforma l'adozione di un'economia basata sull'idrogeno in un'alternativa allettante. Il progetto RELHY ha dimostrato la fattibilità tecnica ed economica della produzione di idrogeno mediante l'elettrolisi del vapore. Probabilmente, questa nuova economia è proprio dietro l'angolo.
