Idrogeno prodotto dall’acqua mediante cicli termochimici zolfo-iodio alimentati da energia solare. È il processo sperimentato dall’Unità di Ricerca e Sviluppo del Progetto Solare Termodinamico del Centro Enea della Casaccia. Ne sono state finora individuate due possibili applicazioni, con ricadute a breve termine sul sistema industriale. La prima riguarda processi di produzione ibridi – solare/fossile – in grado di utilizzare la tecnologia solare a collettori parabolici lineari con fluido vettore ed accumulo a sali fusi sviluppata dall’Enea. In questo caso, l’idrogeno viene prodotto utilizzando in parte la fonte solare e in parte una fonte fossile, ottenendo un sostanziale risparmio di quest’ultima, variabile dal 30 al 70%, secondo le configurazioni dell’impianto.
La seconda applicazione riguarda lo sviluppo di un processo di desolforazione che produce idrogeno e acido solforico concentrato. È stato sviluppato un processo, già brevettato, modificando in alcune parti il ciclo zolfo-iodio oggetto principale delle attività di ricerca. Il nuovo processo è applicabile sia alla desolforazione di gas naturale e prodotti petroliferi, sia a fumi di combustione di centrali termoelettriche.
L’attività di sperimentazione è coperta da quattro brevetti.
“Si tratta di realizzare la scissione dell’acqua in idrogeno e ossigeno secondo un processo a più stadi – spiega Pietro Tarquini, responsabile del team di ricerca che ha lavorato al progetto, premiato nel corso della prima edizione di “E2 – Eccellenze Enea” – ovvero attraverso una sequenza di reazioni chimiche che generano e consumano ciclicamente gli stessi composti a spese di calore a temperature non superiori ai 900°C accessibili, e questo è importante con le tecnologie solari, in parte già disponibili ed in costante sviluppo, a differenza dei circa 3000°C necessari per la scissione termica diretta dell’acqua che pone dei problemi tecnologici molto ardui e di difficile soluzione”. “Il ciclo termochimico zolfo-iodio – prosegue Tarquini - si compone principalmente di tre reazioni, sommandole si ottiene, come bilancio netto, la scissione dell’acqua in ossigeno e idrogeno, che è di fatto l’unico reagente introdotto nel processo, mentre le altre sostanze rappresentano dei prodotti intermedi. I cicli termochimici che utilizzano ossidi metallici per la scissione dell’acqua sono in linea di principio estremamente semplici: prevedono una fase gassosa reagente con una o più fasi solide, pertanto il ciclo può essere realizzato con la sola movimentazione di fasi gassose. Il punto debole di questi cicli sono le elevate temperature (1100-1600°C). L’attività Enea ha permesso di sviluppare, in questo caso, materiali compositi costituiti da ferriti di manganese nanoparticellate e carbonato di sodio che hanno mostrato reattività chimica a 750°C, valore di temperatura estremamente interessante perché permette l’utilizzo di materiali convenzionali per l’impiantistica”.
Ma perché concentrarsi sull’idrogeno? “Si tratta dell’unico combustibile che può essere bruciato senza emissioni di anidride carbonica, monossido di carbonio, idrocarburi incombusti, polveri sottili, ecc – afferma Tarquini – Inoltre, mediante l’utilizzo di fuel cell è in grado di produrre energia elettrica in maniera altamente efficiente e senza rilascio di altri composti inquinanti per l’ambiente come gli ossidi di azoto. Questi benefici ambientali a livello locale hanno fatto moltiplicare i progetti, nazionali ed internazionali, volti a dimostrare la fattibilità dell’impiego dell’idrogeno come possibile vettore energetico. L’idrogeno viene attualmente prodotto per usi industriali a partire da combustibili fossili, principalmente da reforming del gas naturale, ma anche da petrolio e carbone, con una emissione associata di anidride carbonica. È possibile però ottenerlo anche a partire da acqua e da fonti energetiche rinnovabili, la cui disponibilità è praticamente illimitata, in particolare per l’energia solare, e svincolata dagli idrocarburi ed è in quest’ottica che si sono rivolti i nostri sforzi. Nel nostro caso, quindi, la “filiera” idrogeno, dalla produzione all’utilizzo, sarebbe completamente rinnovabile, a zero emissioni di gas serra”.
