Obiettivo 1: Produzione di idrogeno verde e pulito
REFERENTE/I
M.Federica De Riccardis – ENEA
federica.dericcardis@enea.it
Attività
Il core di questa attività è lo sviluppo di materiali low cost da utilizzare nella produzione di idrogeno verde. La sfida principale è sostituire i metalli nobili, rari e costosi (come il platino), con materiali economici, accessibili e sostenibili, principalmente contenenti carbonio e metalli comuni. Per riuscirci, si vuole sfruttare la “mesoporosità”, creando strutture piene di microscopici canali (pori) che aumentano la superficie di contatto, intrappolano i reagenti e accelerano le reazioni chimiche. Inoltre, si vogliono utilizzare metodi e tecnologie a basso consumo energetico e facilmente riproducibili su scala industriale. In parallelo, lo studio si concentra sulle membrane a scambio anionico (AEM), veri e propri “filtri” che devono garantire robustezza e un passaggio rapido degli ioni. Per ottimizzarle, si vogliono studiare combinazioni di polimeri con composti inorganici detti idrossidi a doppio strato (LDH), noti per la straordinaria stabilità in ambienti di reazione difficili
Figura 1
Obiettivo di questa attività è lo studio e sviluppo di materiali low cost da utilizzare nella produzione di idrogeno verde
Risultati
L’attività di ricerca ha permesso di ottenere materiali avanzati ed economici per la produzione di idrogeno verde, superando l’impiego dei costosi metalli nobili. Il primo grande risultato riguarda gli elettrocatalizzatori porosi a base di carbonio e metalli di transizione. Sfruttando l’architettura dei “mesopori” – una fitta rete di microscopici canali –, i nuovi elettrodi hanno dimostrato una grande superficie attiva. I test elettrochimici in cella a tre elettrodi hanno confermato la loro efficienza, pari a quelle dei sistemi tradizionali ma a una frazione del loro costo. Sul fronte delle membrane a scambio anionico (AEM), l’integrazione di polimeri con idrossidi a doppio strato (LDH) ha permesso di ottenere filtri stabili e conduttivi. Grazie a innovative strategie di sintesi in situ, le membrane hanno mostrato una robustezza meccanica e una stabilità chimica in ambienti alcalini, requisiti chiave per garantire la loro funzionalità nei dispositivi per la produzione di idrogeno verde.
Figura 2
Immagini al microscopio dello strato catalitico contenente gli elettrocatalizzatori sviluppati (a sinistra) e delle membrane a scambio anionico (a destra)
Team di ricerca
Il gruppo di ricerca che ha lavorato per il conseguimento dell’obiettivo è formato da fisici, chimici e ingegneri chimici, afferenti al Laboratorio Idrogeno e nuovi vettori energetici. Le competenze multidisciplinari hanno permesso di conseguire gli ottimi risultati raggiunti.
Oltre ai ricercatori di ENEA, hanno dato un contributo i ricercatori dell’Università del Salento, afferenti al Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione.
In collaborazione con:
L’Università del Salento
Documenti
1. Contributo al EUROPEAN FUEL CELLS AND HYDROGEN CONFERENCE 2025 dal titolo «Bifunctional electrocatalysts based on carbonaceous materials», M. F. De Riccardis*a, C. Pronteraa, M. Rea, D. Carbonea, F. Di Benedettoa, C. Meleb, S. Bagherib
a ENEA, Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development, Energy Technologies and Renewable Sources Department, Italy
b Department of Engineering for Innovation, University of Salento, Lecce, Italy
2. Contributo al EUROPEAN FUEL CELLS AND HYDROGEN CONFERENCE 2026 dal titolo «Electrochemical characterisations of Electrospun Nitrogen-Doped PVDF Hybrid Nanofibers for Bifunctional Metal-Free Electrocatalysts» C. Melea, M. F. De Riccardisb, C. Pronterab, M. Reb, D. Ficoa, S. Bagheria
a Department of Engineering for Innovation, University of Salento, Lecce, Italy
b ENEA, Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development, Energy Technologies and Renewable Sources Department, Italy
3. Contributo al 42nd TOPICAL MEETING OF THE INTERNATIONAL SOCIETY OF ELECTROCHEMISTRY 2026, dal titolo “Electrospun PVDF/Conjugated polymers blend as Pt-free electrocatalysts”, S. Bagheria*, M. F. De Riccardisb, M. Reb, C. Melea
a Department of Engineering for Innovation, University of Salento, Lecce, Italy
b ENEA, Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development, Energy Technologies and Renewable Sources Department, Italy
