Produzione di idrogeno senza carbonio
L'Europa si sta impegnando a sviluppare forme di energia rinnovabile alternative per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e affrontare le sfide ambientali e climatiche globali più importanti. Il Piano strategico europeo sulle tecnologie energetiche (Piano SET) ha identificato le celle a combustibile e idrogeno tra le aree più importanti che possono contribuire a soddisfare gli obiettivi energetici e climatici. Un ampio consorzio di partner altamente qualificati ha avviato il progetto ADEL ("Advanced electrolyser for hydrogen production with renewable energy sources"), finanziato dall'UE, per sviluppare una tecnologia economica di produzione dell'idrogeno basata su risorse di energia rinnovabile. Le celle a combustibile che operano in modalità invertita producono idrogeno dall'elettrolisi delle molecole d'acqua. L'attuale tecnologia utilizza elettrolizzatori a ossido solido (SOE) per l'elettrolisi del vapore ad alta temperatura (HTSE). IL concetto di ADEL è incentrato sull'elettrolisi del vapore a temperatura intermedia (ITSE) che promette di aumentare la durata dell'elettrolizzatore, mantenendo allo stesso tempo le prestazioni e l'efficienza energetica del sistema. Durante la prima fase del progetto gli scienziati hanno fabbricato celle singole, singole unità di ripetizione (SRU) e pile corte di celle basate su materiali SOE per svolgere ricerche sul funzionamento a temperatura intermedia (fino a 700 gradi Celsius). I risultati preliminari dimostrano buone prestazioni, una durata costante e un funzionamento transitorio promettente per tutti e tre. Gli scienziati hanno modellato il comportamento di una pila SOE sia a 800 (HTSE) che a 700 (ITSE) gradi Celsius e hanno paragonato sia le prestazioni energetiche che il ritorno sull'investimento. Nonostante l'ITSE richieda un maggiore ingresso di calore per il funzionamento, offre alcuni vantaggi in termini di consumo di elettricità dell'unità e costi di investimento. Sono stati scelti e convalidati strumenti di simulazione per valutare le fonti di energia appropriate (nucleare, solare, eolica e da biomassa) e l'integrazione dell'ITSE in uno stabilimento ad alimentazione a idrogeno. Le prestazioni del dispositivo ITSE sono state analizzate e il layout è stato ottimizzato. L'ITSE è un modo tecnicamente attuabile di generare idrogeno e contribuire a un programma di energia sostenibile. Come avviene con altre tecnologie a celle a combustibile emergenti, lo sfruttamento dei SOE richiede ulteriori riduzioni dei costi. ADEL si aspetta di offrire un dimostratore da 50 kW che incorpori la migliore tecnologia attualmente disponibile.
