È probabile che l’idrogeno svolga un ruolo cruciale nei nostri sforzi per liberarci dai combustibili fossili, ma realizzarlo in modo rispettoso dell’ambiente richiede enormi quantità di acqua. Ora i ricercatori hanno sviluppato una nuova tecnica che rende l’idrogeno combustibile dal nulla anche nei climi più secchi.
Mentre le energie rinnovabili e la tecnologia delle batterie stanno facendo grandi passi avanti nella decarbonizzazione di gran parte dei settori dell’energia e dei trasporti, anche l’idrogeno potrebbe rappresentare una parte importante del mix energetico. Può essere bruciato proprio come i combustibili convenzionali, ma l'unico sottoprodotto che rilascia è l'acqua. Ha una discreta densità energetica, che lo rende una soluzione promettente per applicazioni con requisiti di peso rigorosi come l’aviazione, e può anche essere un modo utile per immagazzinare energia per periodi più lunghi.
Ma quanto sia ecologico il carburante a idrogeno dipende molto da come viene prodotto. Oggi, la maggior parte è il cosiddetto “idrogeno grigio”, che è ottenuto da combustibili fossili e provoca notevoli emissioni di gas serra. Affinché l’idrogeno possa contribuire alla decarbonizzazione, dobbiamo passare all’“idrogeno verde” prodotto da elettrolizzatori che dividono l’acqua in idrogeno e ossigeno utilizzando energia rinnovabile.
Una sfida è che molti dei luoghi con le migliori fonti di energia rinnovabile lottano con la scarsità d’acqua. Ma ora i ricercatori dell’Università di Melbourne in Australia hanno sviluppato una nuova tecnica in grado di creare idrogeno dall’umidità assorbita dall’aria. Inoltre, funziona anche se l’umidità è inferiore a quella riscontrata nei deserti più aridi del mondo.
"La capacità di utilizzare l'umidità dell'aria rende questo modulo DAE [elettrolizzatore ad aria diretta] applicabile in ambienti remoti, aridi e semi-aridi dove l'accessibilità all'acqua dolce è un grosso problema", Gang Kevin Li detto Newsweek. “La maggior parte delle aree della terra con un elevato potenziale solare ed eolico sono prive di acqua dolce”.
L’accesso all’acqua costituirebbe una delle principali preoccupazioni se la produzione di idrogeno verde dovesse essere aumentata in modo significativo. In un carta dentro Nature Communications, i ricercatori sottolineano che più di un terzo del pianeta è arido o semi-arido, e c'è una significativa sovrapposizione tra le aree con scarsità d'acqua e quelle con il maggiore potenziale solare ed eolico.
Anche nei climi più secchi, però, c’è una notevole quantità di umidità nell’aria. I ricercatori notano che anche in luoghi come il deserto del Sahel, l’umidità relativa è ancora in media intorno al 20%. Quindi hanno iniziato a trovare un modo per utilizzare questa risorsa idrica non sfruttata per produrre idrogeno.
Il loro dispositivo è costituito da un’unità di raccolta dell’acqua che ospita una spugna imbevuta di un liquido assorbente che può assorbire l’umidità dall’aria. Su entrambi i lati di questo serbatoio ci sono elettrodi che possono essere alimentati da qualsiasi fonte di energia rinnovabile. Quando una corrente scorre attraverso il circuito, l'acqua viene divisa tramite elettrolisi nei suoi atomi costituenti di ossigeno e idrogeno, che possono poi essere raccolti come gas.
Il team ha dimostrato che il dispositivo poteva funzionare in modo efficiente per 12 giorni consecutivi e produrre idrogeno con una purezza del 99%. Inoltre, il dispositivo continua a funzionare con un’umidità relativa fino al XNUMX%.
Per testare il suo potenziale nel mondo reale, il team ha montato cinque elettrolizzatori in parallelo e li ha posizionati all’esterno, dove erano alimentati da un pannello solare. L'impianto è stato in grado di produrre una media di 745 litri (197 galloni) di idrogeno per metro quadrato al giorno.
Si tratta di circa la metà della quantità che un elettrolizzatore convenzionale alimentato ad acqua produrrebbe in condizioni ambientali simili, Simon Bennett dell’Agenzia internazionale per l’energia detto New Scientist, ma non male per un dispositivo che funziona con l'umidità.
Uno dei problemi principali che deve affrontare il combustibile a idrogeno è il fatto che l’infrastruttura per distribuirlo è molto diversa da quella utilizzata per i combustibili fossili di oggi, e spesso richiede alta pressione e persino stoccaggio criogenico. Come ha sottolineato Li Newsweek, un dispositivo come questo che consente di produrre idrogeno ovunque potrebbe aiutare a distribuire la produzione, aggirando alcuni di questi problemi.
Al momento, però, il più grande ostacolo per l’idrogeno verde è il costo. Fino a quando la tecnologia degli elettrolizzatori non diminuirà di prezzo e non diventerà più efficiente, è improbabile che l’idrogeno possa competere con i combustibili tradizionali, indipendentemente dal fatto che venga estratto dal nulla o meno.
Immagine di credito: Gerd Altmann da Pixabay
