La Cina ha costruito un impianto in grado di ridurre i costi della produzione di idrogeno e di recuperare uranio e bromo dall’acqua marina
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In linea teorica il mare è il luogo perfetto da cui ricavare idrogeno: un serbatoio praticamente inesauribile, a disposizione di tutti, per trasformare l’idrogeno nel carburante del futuro. Nel mondo reale, però, le cose tendono a diventare molto più complesse.
Per ottenere idrogeno si impiega un processo chiamato elettrolisi, che consente di separare le componenti dell’acqua sfruttando l’elettricità. Con l’acqua dolce il sistema dà pochissimi problemi. Con quella salata, invece, deve fare i conti con sostanze come il cloruro, che corrode gli elettrodi, e come calcio e magnesio, che formano incrostazioni: il risultato è un calo drastico dell’efficienza degli impianti.
Un team di ricerca del Dalian Institute of Chemical Physics dell’Accademia cinese delle scienze, guidato da Deng Dehui e Liu Yanting, potrebbe però aver trovato una soluzione. Il segreto starebbe in un impianto da 250 kW che, invece di partire direttamente con l’elettrolisi, prima desalinizza l’acqua, recuperando l’energia che negli impianti tradizionali va persa durante la produzione di idrogeno. I risultati sono stati pubblicati a metà settembre sulla rivista scientifica Nature Energy.
Come funziona il nuovo impianto
Un normale elettrolizzatore alcalino lavora a pieno regime a 80-90 °C e disperde sotto forma di calore circa il 30% dell’energia elettrica utilizzata.
Il nuovo impianto del Dalian Institute of Chemical Physics interviene proprio su questo aspetto. Il calore disperso viene sfruttato per alimentare una torre di distillazione sotto vuoto, in cui l’acqua salata evapora tra i 40 e i 50 °C. Il vapore viene poi condensato e diventa acqua dolce, che torna all’interno dell’elettrolizzatore.
Un meccanismo che migliora del 14,4% l’efficienza energetica rispetto a un normale impianto alcalino e che, secondo i ricercatori, consente una produzione annua di circa 380.000 metri cubi di idrogeno. A questi si aggiungono circa 256 tonnellate di acqua dolce in eccesso rispetto a quella consumata dall’elettrolizzatore, disponibili per altri usi.
Gli scarti che valgono
L’elettrolizzatore cinese produce come scarto una salamoia concentrata, cioè acqua di mare con una concentrazione di sali più elevata di quella di partenza. Secondo i ricercatori, da questo residuo è possibile ricavare il sale da cucina, il bromo e perfino l’uranio, presente in tracce nell’acqua marina.
Non sono stati forniti dati precisi sulle quantità recuperabili. Resta però il concetto di fondo: considerare l’acqua del mare come una risorsa da cui ricavare non soltanto idrogeno, ma anche altri materiali utili a diversi settori commerciali e industriali.
I risultati dei test e i costi
Nei test l’impianto da 250 kW ha superato 40 giorni di cicli quotidiani di accensione e spegnimento senza cali evidenti di prestazioni. Una versione pilota più piccola, da 20 kW, aveva già funzionato in modo stabile per 100 giorni.
Le stime sui costi, in caso di impiego su larga scala, sono interessanti. Con energia eolica a 3,3 centesimi di dollaro per kWh, l’idrogeno prodotto arriverebbe a costare 2,10 dollari al chilo, circa 1,88 euro. Con il fotovoltaico a 4,9 centesimi di dollaro per kWh si salirebbe a 2,90 dollari al chilo, circa 2,59 euro. Sono cifre ben al di sotto del prezzo di mercato dell’idrogeno di circa 3,90 dollari al chilo preso come riferimento dai ricercatori.
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