Il valore energetico dell'idrogeno è di 39,4 kWh per chilogrammo, ma crearlo tramite un elettrolizzatore attuale comporta un costo di circa 52,5 kWh. Una società australiana chiamata Hysata sostiene che la sua nuova cella riduce il costo energetico a 41,5 kWh e batte i record di efficienza, essendo anche più economico da installare e gestire.
L'azienda promette idrogeno verde a circa 1,50 euro per chilogrammo in pochi anni. La ricerca è pubblicata sulla rivista ad accesso aperto Nature Communications.
L'efficienza: grande ostacolo per l'idrogeno
Una maggiore efficienza permetterebbe di immagazzinare più energia e supportare il rifornimento rapido: in altre parole, renderebbe l'idrogeno competitivo e diffuso sul mecato.
Se la nuova tecnologia dell'elettrolizzatore di Hysata mantiene la sua promessa, l'efficienza del processo di elettrolisi aumenterà significativamente, facendo un uso migliore della preziosa energia pulita. Questa apparecchiatura può davvero far scendere il prezzo dell'H2 verde fino al punto in cui diventa competitivo con l'idrogeno sporco o persino con i combustibili fossili.
Come funziona oggi un elettrolizzatore?
Nelle prime versioni, l'anodo e il catodo erano entrambi immersi nell'elettrolita, causando la formazione di bolle intorno a loro. Negli anni '70, l'elettrolisi zero-gap ha collegato l'anodo e il catodo direttamente alla membrana separatrice, ottenendo una maggiore efficienza (con bolle solo da un lato). Il metodo della membrana elettrolitica polimerica (PEM), sviluppato per la prima volta negli anni '70 e nei primi anni '80, ha progressivamente permesso al lato catodico di una batteria di funzionare senza un elettrolita. Questo ha aumentato ulteriormente l'efficienza producendo idrogeno gassoso senza farlo gorgogliare attraverso un liquido. Ma ancora non basta.
Come funziona il dispositivo elettrolizzatore di Hysata?
La cella elettrolizzatore di Hysata porta le cose al livello successivo, e forse definitivo. Un serbatoio sul fondo della cella mantiene l'elettrolita fuori dal contatto sia con l'anodo che con il catodo fino a quando non viene aspirato attraverso un separatore interelettrodico poroso, idrofilo, utilizzando un'azione capillare. L'elettrolita ha quindi un contatto diretto con gli elettrodi, ma solo su un lato, e sia l'idrogeno che l'ossigeno vengono prodotti direttamente, senza che le bollicine siano d'intralcio.
La resistenza è ulteriormente ridotta grazie al fatto che non viene aspirata acqua dal lato dell'elettrodo che sta rilasciando gas, quindi i due non si intralciano a vicenda e poiché l'acqua viene elettrolizzata fuori dal separatore, l'azione capillare attira più in alto dal serbatoio per sostituirlo.
Il team di Hysata sostiene che il suo elettrolizzatore "capillare" ha un'efficienza record del 98%, di gran lunga superiore a quella di un "elettrolizzatore commerciale a membrana polimerica", che ha raggiunge un'efficienza dell'83%. La tecnologia riduce anche spese accessorie: non serve circolazione di liquido, non servono serbatoi che separino gas e liquido, o pompe, o raccordi.
Sommate tutte le componenti, l'efficienza complessiva è del 95%. Il suo 'costo' energetico è di 41,5 kWh/kg. L'efficienza media di qualsiasi altro elettrolizzatore è del 75%.
Cosa può cambiare con questo sistema
Per i produttori di idrogeno, un elettrolizzatore come questo potrebbe ridurre significativamente sia i costi di capitale che quelli operativi per produrre idrogeno verde. Un passaggio epocale, come il passaggio all'elettrico partendo dal motore a combustione.
Il CEO di Hysata Paul Barrett, dichiara che l'azienda commercializzerà la tecnologia e "la capacità di produzione di idrogeno su scala gigantesca entro il 2025". Hysata sta costruendo un impianto pilota per la produzione dell'elettrolizzatore, e farà diverse assunzioni già nel corso di quest'anno.
Un bel colpo nel quadro di una vera e propria "corsa all'oro verde". La competizione per far entrare l'idrogeno nell'economia green si fa accesa, e un elettrolizzatore più economico ed efficiente sarebbe richiestissimo.
