La rivoluzione green parte da Genova: produzione di H2 da acqua di mare

Università Degli Studi Di Genova

Gli effetti del cambiamento climatico sono sotto gli occhi di tutti. Le possibili strategie per contrastarlo sono state indicate dalla Commissione Europea e, in sinergia con essa, dal Ministero della Transizione Ecologica (MiTE): l'idrogeno dovrà crescere, nell'approvvigionamento energetico europeo, dall'attuale 2% al 13-14% entro il 2050, e dovrà essere "green", ovvero prodotto con tecnologie pulite comunemente note come "verdi".

Di tutti i modi per produrre idrogeno, l'elettrolisi dell'acqua è probabilmente il più pulito, se combinato con una fonte di energia rinnovabile e per questo l'Unione Europea prevede l'installazione di una capacità di elettrolisi di 500 GW entro il 2050, data entro la quale si dovrà raggiungere la neutralità climatica.

L'Università di Genova coordina un partenariato, sotto la guida di Maria Paola Carpanese, docente di "Fondamenti chimici delle tecnologie", che comprende l'Università di Brescia e l'Università di Cagliari, per lo sviluppo del progetto PROMETH2eus - PROduzione di H2 verde da acqua di mare tramite elettrolizzatore innovativo operante ad alta temperatura con integrazione in processo power-to-METhanol.

Si tratta di un progetto finanziato dal MiTE nell'ambito del PNRR, missione 2 "Rivoluzione verde e transizione ecologica", componente 2 "Energia rinnovabile, idrogeno, rete e mobilità sostenibile", investimento 3.5 "Ricerca e sviluppo sull'idrogeno", finanziato dall'Unione Europea - Next Generation EU.

Il progetto è stato ammesso al finanziamento con un importo di 3,5 milioni di euro ed è risultato 3° in un contesto fortemente competitivo con 39 proposte progettuali, di cui solo 7 finanziate.

L'obiettivo del progetto, di durata triennale, è lo studio del design, la fabbricazione e la messa in opera di un elettrolizzatore innovativo ad ossidi solidi alimentato da acqua di mare, su scala di laboratorio, per la produzione di H2 verde (ovvero elettrolisi alimentata da fonti rinnovabili).

Il sistema è integrato a un reattore per la produzione di e-metanolo da CO2 proveniente da emissioni diverse (portuali, biogas, fumi di combustione etc.). In figura viene riportato uno schema illustrativo dell'impianto, che verrà installato nei laboratori dell'Università di Genova dove vi è la stretta collaborazione tra il Gruppo di Elettrochimica (coordinato da Maria Paola Carpanese, docente UniGe di "Fondamenti chimici delle tecnologie") e il Gruppo di Catalisi (coordinato da Gabriella Garbarino, docente di "Chimica industriale e tecnologica") del Dipartimento di ingegneria civile, chimica e ambientale - DICCA e vede la partecipazione anche del Dipartimento di chimica e chimica industriale - DCCI.

Per dimostrare la potenzialità di sviluppo del processo, è prevista la realizzazione di un layout di impianto del sistema integrato elettrolizzatore/metanolatore/fonte rinnovabile, il quale verrà installato presso il nuovo laboratorio CEPA - Catalisi per l'Energia e la Protezione Ambientale dell'Università di Brescia, guidato da Nancy Artioli, docente di "Principi di ingegneria chimica", utilizzando acqua reflua proveniente da attività industriali e tenendo conto del possibile inserimento dell'idrogeno nella rete degli utilizzatori finali o per applicazioni stazionarie.

Lo sviluppo del layout e di nuovi materiali che possano permettere di raggiungere questi obiettivi tecnologici strategici e valutarne la fattibilità e scalabilità economica è affidata all'Università di Cagliari, con la partecipazione di tre Dipartimenti e il coordinamento di Vittorio Tola, docente di "Sistemi per l'ingegneria e l'ambiente".

Saranno infine studiate alcune importanti ricadute del processo: la valorizzazione dell'ossigeno co-prodotto dall'elettrolisi e la potabilizzazione dell'acqua in uscita dal reattore di metanolazione, rispondendo quindi anche ad altre sfide dello sviluppo sostenibile dichiarate dalle Nazioni Unite.

Il partenariato costituito dalle Università di Genova, Cagliari e Brescia è altamente qualificato e con esperienza consolidata nelle attività proposte nel piano di ricerca triennale.

Grazie al livello di competenze multidisciplinari dei ricercatori coinvolti, il team sarà in grado di sviluppare, per la prima volta, un sistema di steam electrolysis e metanolazione alimentato da fonti energetiche discontinue, impiegando acqua di mare e inserendo CO2 nella filiera produttiva del vettore energetico metanolo.