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Riuscire a produrre idrogeno verde dal mare è uno dei grandi obiettivi di chi sta investendo nelle energie rinnovabili offshore. Ma la tecnologia per farlo ha ancora qualche complicazione da risolvere. Nonostante le abbondanti risorse a largo delle coste, l’impiego di acqua marina costituisce un problema. A meno di non impiegare desalinizzatori prima dell’elettrolizzatore, durante il processo i suoi ioni cloruro si trasformano in un gas tossico, che degrada l’apparecchiatura e penetra nell’ambiente. La soluzione è ovviamente rimuovere l’eccesso di sale ma si tratta di un passaggio aggiuntivo costoso sia in termini economici che energetici.
Per rendere la produzione di idrogeno verde dal mare più semplice ed economica, un gruppo di ingegneri della Pennsylvania State University ha messo mano all’architettura dell’elettrolizzatore. Nel dettaglio, il team ha inserito una sottile membrana semipermeabile, originariamente sviluppata per purificare l’acqua nell’osmosi inversa (reverse osmosis – RO), al posto di quella a scambio ionico degli elettrolizzatori. “L’idea alla base dell’osmosi inversa è che si esercita una pressione molto alta sull’acqua e la si spinge attraverso la membrana, mantenendo indietro gli ioni cloruro”, ha spiegato il professore Bruce Logan, co-autore della ricerca.
Grazie all’inserimento della membrana RO, l’acqua marina entra sul lato catodico e gli ioni cloruro sono troppo grandi per passarvi attraverso e raggiungere l’anodo, scongiurando la produzione di cloro gassoso. Ma nella scissione delle molecole d’acqua – ha osservato Logan – altri sali vengono intenzionalmente dissolti nel fluido per renderlo conduttivo. Ed è qui che si è presentata la prima preoccupazione. “Le membrane RO inibiscono il movimento del sale, ma l’unico modo per generare corrente in un circuito è far muovere gli ioni carichi nell’acqua si muovono tra due elettrodi”.
Con la limitazione delle entità cariche più grandi, il team ha dovuto capire se vi fossero abbastanza protoni di passaggio attraverso i pori per mantenere un’elevata corrente elettrica. “Fondamentalmente, dovevamo dimostrare che quella che sembrava una strada sterrata avrebbe potuto essere un’autostrada”, ha aggiunto l’ingegnere.
I test condotti su due membrane per osmosi inversa disponibili in commercio hanno dato risultati discordanti. Una si è rivelata effettivamente una “strada sterrata”, l’altra ha funzionato bene rispetto alle prestazioni delle membrane a scambio ionico. I ricercatori stanno ancora studiando il motivo alla base della differenza. “L’idea può funzionare”, ha affermato Logan. “Non sappiamo esattamente perché abbiamo avuto risultati così diversi, ma è qualcosa che scopriremo”. La ricerca è stata pubblicata su Energy & Environmental Science.
Fonte: Rinnovabili.it
