(di Stefano Tenedini) L’idrogeno è il più abbondante elemento chimico dell’universo, però non abbiamo ancora imparato a sfruttare tutte le sue opportunità. Considerata la fame di energia pulita che abbiamo sulla Terra (e soprattutto in qualche Paese, come l’Italia), può essere considerato un combustibile ideale. Invece lo impiega molto l’industria chimica, che ne ricava ammoniaca, metanolo, concimi e prodotti petroliferi, o lo usa per il trattamento dei metalli. Come “carburante” per produrre energia invece lo si può bruciare da solo o in compagnia di altri combustibili, o lo si può utilizzare nelle celle a combustibile ricavandone direttamente energia elettrica (come nei veicoli di cui si parla da anni, con un rendimento molto superiore a quello dei motori a benzina e con un impatto ambientale quasi nullo.
Ora c’è anche un metodo innovativo per produrre e quindi valorizzare l’idrogeno (e anche l’ossigeno): lo ha sviluppato in Italia l’ENEA, mediante decomposizione termica dell’acqua tramite l’energia solare. È questo il principio del recente brevetto uscito dai laboratori dei centri ricerche di Frascati e Casaccia, col coinvolgimento di ricercatori dei dipartimenti di Fusione e tecnologie per la sicurezza nucleare e Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili dell’Agenzia presieduta dal veronese Federico Testa (nella foto). Come funziona lo spiega il ricercatore Silvano Tosti, il responsabile del Laboratorio tecnologie nucleari. “Con la decomposizione termica la molecola dell’acqua viene scissa ad alta temperatura direttamente in idrogeno e ossigeno”, spiega, “che devono poi essere separati. Ma utilizzando i processi tradizionali ciò avviene a temperature tanto alte da rendere impraticabile questo processo”.
Per superare il problema delle alte temperature ENEA ha proposto un innovativo reattore a membrana, costituito da una camera di reazione dove sono presenti in contemporanea due tipi di membrane: una realizzata in tantalio che separa l’idrogeno e una in materiale ceramico per separare l’ossigeno. “In questo modo riusciamo a produrre – a temperature inferiori di 500 gradi rispetto a prima – la stessa quantità di idrogeno e ossigeno ricavata in un reattore tradizionale”, aggiunge Tosti. La seconda innovazione introdotta nel brevetto consiste nel collegare questo reattore a membrana ad impianti solari a concentrazione, in grado di fornire calore ad alta temperatura: così si chiude il cerchio della sostenibilità e si rende così possibile produrre idrogeno direttamente dal sole.
“La produzione diretta di idrogeno dal Sole rispetto ad altri sistemi, come l’accoppiamento del solare fotovoltaico con elettrolizzatori alcalini, è di grande valore per la realizzazione di una catena energetica green e consente di raggiungere elevate efficienze energetiche con costi di investimento limitati sia in sistemi stabili come utenze elettriche civili e industriali, sia in quelle mobili come i veicoli elettrici”, conclude Tosti. Le novità non finiscono qui: un altro sviluppo è che idrogeno e ossigeno prodotti possono essere impiegati nella chimica, nella farmaceutica e nell’elettronica, sfruttando inoltre le innovazioni dei sistemi solari ad alta temperatura e dei materiali per alti flussi termici.
