Produrre idrogeno “verde” dall’acqua di mare, ci siamo quasi!

L’idrogeno sarebbe uno dei principali strumenti per decarbonizzare le industrie pesanti, il trasporto merci o l’aviazione, solo per citarne alcuni. Tuttavia, questo combustibile non è ancora completamente ecologico, poiché la maggior parte della sua produzione viene effettuata abbattendo il metano e bruciando combustibili fossili. L’idrogeno verde ha i suoi pregi, ma il suo costo è elevato e presenta sfide e difetti.

Lo spinoso problema delle fonti d’acqua

Una molecola d’acqua è formata da una molecola di ossigeno e due molecole di idrogeno. Quest’ultima è possibile recuperarla per elettrolisi, con basse emissioni di gas serra, almeno quando la filiera produttiva è alimentata da energie rinnovabili.

Tuttavia, questo processo ha bisogno di acqua fresca per funzionare correttamente. Con 10 litri di acqua necessari per produrre un chilogrammo di idrogeno, ciò significa che le (molte) fonti di acqua potabile si saturerebbero rapidamente se questo combustibile venisse utilizzato su larga scala. Secondo l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili, far funzionare i camion e le principali industrie a idrogeno verde potrebbe richiedere l’equivalente del consumo di acqua di un paese come la Francia.

Ma la Terra merita il suo soprannome di pianeta blu, poiché c’è acqua su gran parte della sua superficie. Tuttavia, il 97% è costituito da acqua di mare e non si mescola bene con gli elettrolizzatori. Al contatto, convertono i suoi ioni di cloruro in gas di cloro, che è dannoso per l’ambiente e abbastanza corrosivo da scomporli dopo poche ore.

Un obiettivo, tre metodi

Attualmente ci sono tre studi concreti per risolvere questo problema. In Australia, un paese che fa molto affidamento sull’idrogeno, i team di due università hanno scelto approcci diversi.

Da un lato, il team di Nasir Mahmood dell’Università di Melbourne ha scelto di respingere gli ioni cloruro caricati negativamente per evitare la trasformazione del gas indesiderato. D’altra parte, il team guidato da Shizhang Qiao, un nanotecnologo dell’Università di Adelaide, ha sviluppato una membrana permeabile alle molecole di idrogeno caricate positivamente. In entrambi i casi sono stati effettuati test conclusivi ei ricercatori stanno già pensando di implementare le loro tecnologie su larga scala.

L’ultimo approccio arriva da un team dell’Università di Nanjing. Ha anche sviluppato una membrana, ma questa lascia passare solo il vapore acqueo fresco proveniente da un bagno di acqua di mare pressurizzata. Sebbene i ricercatori debbano ancora migliorare l’efficienza del sistema, è stato in grado di funzionare per alcune migliaia di ore senza alcun degrado.

Manca ancora il consenso

La ricerca non sarebbe ciò che è senza un contraltare. Secondo Golam Kibria, dell’Università di Cambridge, gli impianti di desalinizzazione esistenti, se combinati con elettrolizzatori convenzionali, contribuiscono solo per $ 0,01 al costo dell’idrogeno verde. A detta dell’esperto il problema è già risolto: “Non serve reinventare la ruota”.

A questo, ricercatori come Nasir Mahmood rispondono che gli impianti di desalinizzazione richiedono investimenti onerosi e non alla portata di tutti. Inoltre, ritiene che tecnologie come quella che ha sviluppato potrebbero anche essere adattate per l’uso con acque reflue o salmastre.

Tuttavia, l’idrogeno continua a ricevere attenzioni e investimenti speciali e sembra destinato a diventare parte integrante del nostro futuro. Se il metodo non è ancora fermo, le idee si fondono, ed è proprio lì la cosa più importante.