Obiettivo 1: Produzione di idrogeno verde e pulito
REFERENTE/I
Laura Andaloro – CNR
laura.andaloro@itae.cnr.it
Attività
L’attività svolta si inserisce nell’ambito della ricerca per lo sviluppo di soluzioni sostenibili per la produzione di idrogeno verde attraverso elettrolisi alimentata da energia rinnovabile, utilizzando acqua di mare opportunamente trattata come alternativa all’acqua dolce, risorsa sempre più limitata. Il lavoro ha previsto l’analisi e la progettazione di sistemi integrati per la desalinizzazione e la purificazione dell’acqua, al fine di renderla compatibile con elettrolizzatori di tipo PEM e AEM. Sono stati studiati diversi approcci tecnologici per il trattamento dell’acqua, valutandone l’efficienza, i costi, la sostenibilità ambientale e la compatibilità con i requisiti richiesti dai processi elettrolitici. L’attività ha inoltre considerato le implicazioni operative e tecnico-economiche dei sistemi proposti, con l’obiettivo di definire configurazioni ottimali per applicazioni in ambito energetico, navale e portuale.
Figura 1
Processo di trattamento di acqua marina finalizzato alla produzione elettrolitica di idrogeno
Risultati
Le attività di studio e progettazione hanno portato alla definizione di diverse configurazioni per il trattamento dell’acqua di mare, in grado di produrre acqua con livelli di purezza compatibili sia con gli elettrolizzatori PEM, che richiedono acqua ultra-pura, sia con quelli AEM, che operano con requisiti di purezza meno stringenti. L’osmosi inversa si è confermata una delle soluzioni più efficaci per la desalinizzazione, soprattutto se integrata con tecnologie come l’elettrodialisi e l’elettrodeionizzazione continua, consentendo di ottenere elevate rese di recupero dell’acqua (fino al 75%) e una riduzione significativa del contenuto salino. Sono stati sviluppati schemi di processo innovativi, anche in ottica di riduzione della salamoia residua e valorizzazione dei sottoprodotti. I risultati ottenuti dimostrano la fattibilità tecnica dell’utilizzo di acqua di mare trattata per la produzione di idrogeno verde e pongono le basi per una valutazione integrata costi-benefici da applicare in futuri sviluppi su scala reale
Figura 2
Possibili configurazioni per il trattamento delle acque marine
Team di ricerca
Il gruppo di ricerca coinvolto nelle attività della Linea di Attività LA1.2.4 del Piano Operativo della Ricerca sull’Idrogeno è composto da ricercatori del CNR-ITAE (Istituto di Tecnologie Avanzate per l’Energia “Nicola Giordano”) e del CNR-INM (Istituto di Ingegneria del Mare), con competenze multidisciplinari nei settori della conversione elettrochimica, dell’elettrolisi e delle tecnologie per l’idrogeno. Il team ha maturato un’esperienza consolidata nello sviluppo e nella caratterizzazione di elettrolizzatori PEM e AEM, nella progettazione di sistemi per la produzione di idrogeno alimentati da fonti rinnovabili e nello studio delle problematiche connesse alla qualità dell’acqua e alla sostenibilità dei processi.
I. Belviso – CNR ITAE
S. Siracusano – CNR ITAE
N. Randazzo – CNR ITAE
M. Bottari – CNR ITAE
S. Russo – CNR INM
L. Andaloro – CNR ITAE
In collaborazione con:
Documenti
