Idrogeno verde low cost con la startup H2Pro

La startup H2Pro è pronta a produrre idrogeno verde a basso costo. Nasce nel 2019 dai principali esperti di idrogeno del Technion (dell’Israel Institute of Technology), ovvero Dr. Hen Dotan, Prof. Gideon Grader e Prof. Avner Rothschild. Anche la collaborazione con il team che ha fondato Viber, Juno e iMesh ha permesso la crescita della startup. Tra gli investitori più noti, Bill Gates e Hong Kong Li Ka-shing. La missione dell’azienda è quella di consentire l’adozione su larga scala del combustibile sostenibile introducendo una nuova tecnologia di produzione E-TAC.

La tecnologia E-TAC

Simile all’elettrolisi, E-TAC utilizza l’elettricità per scindere l’acqua in idrogeno e ossigeno. Tuttavia, a differenza dell’elettrolisi convenzionale, l’idrogeno e l’ossigeno vengono generati separatamente in due fasi diverse: una fase elettrochimica (E) e una fase chimica attivata termicamente (TAC). Nella figura di sotto, dallo studio pubblicato su Nature, è riportato schematicamente il processo di separazione dell’acqua. Il passaggio elettrochimico (a sinistra) riduce l’acqua attraverso la reazione convenzionale HER (Hydrogen Evolution Reaction) al catodo, liberando ioni idrossido (OH^–). Questi ossidano un anodo di idrossido di nichel (Ni(OH)₂) in ossidrossido di nichel (NiOOH). A questo passaggio segue un passaggio chimico (a destra), in cui l’anodo NiOOH reagisce con l’acqua per produrre spontaneamente ossigeno. La prima reazione (elettrochimica) avviene a temperatura ambiente (circa 25 °C), mentre la seconda reazione (chimica) procede a temperature elevate (circa 95 °C) per la velocità di reazione ottimale.

I reattori elettrolitici senza membrana di E-TAC sono adatti per la produzione di idrogeno ad alta pressione. Questo processo consente la produzione di idrogeno verde attraverso un processo che mantiene un’elevata efficienza energetica (98,7% HHV, ovvero Higher Heating Value) all’interno dei reattori e un’efficienza del sistema del 95%, come riportato nell’articolo pubblicato su Nature. E-TAC disaccoppia le reazioni di evoluzione dell’idrogeno e dell’ossigeno in due fasi consecutive, garantendo che idrogeno e ossigeno non si mescolino mai. Ciò elimina la necessità di avere la parte più costosa e delicata, presente invece in un elettrolizzatore: la membrana.

Non necessitando della membrana, i dispositivi E-TAC sono più semplici ed economici da realizzare. Dal punto di vista economico, significa ridurre notevolmente le spese in conto capitale (dette CAPEX – CAPital EXpenditure). Inoltre il processo permette la produzione di H₂ ad alta pressione (100+ bar), non richiedendo l’uso di compressori.

Il mondo dell’idrogeno

L’attenzione mediatica e scientifica dell’idrogeno è ben nota a tutti. Esso rappresenterà un punto cruciale nel processo di transizione energetica. In Italia l’idrogeno ha il potenziale di coprire il 23% della domanda energetica nazionale (con un contributo di oltre 200 TWh) al 2050. A partire dal 2021 i primi progetti in Italia di mobilità ferroviaria sostenibile. Non molto tempo fa abbiamo discusso dei metodi di stoccaggio dell’idrogeno, della sua produzione dalla fotosintesi delle alghe verdi, o dal biogas. Per quanto riguarda la produzione, il progetto H2RES danese ha come obiettivo la generazione di idrogeno verde da un impianto eolico offshore. Oltre ad essere vettore energetico, esso possiede proprietà elettriche, come la superconduttività, se in forma metallica. A tal proposito, uno studio indaga sull’idrogeno metallico come nuovo superconduttore.