Immagazzinare l’idrogeno con semplicità: una soluzione proviene dalla California

L’aumento della capacità globale di idrogeno, in particolare l’idrogeno verde – prodotto mediante elettrolisi alimentata da fonti di energia rinnovabili, un processo che non emette anidride carbonica – ha suscitato grande entusiasmo. Tuttavia, una delle principali sfide per l’utilizzo dell’idrogeno è il modo in cui viene immagazzinato.

L’idrogeno può essere immagazzinato come gas o come liquido. Come gas, può essere immagazzinato in serbatoi ad alta pressione e come liquido a temperature criogeniche, per evitare che si riduca a gas – a circa -252,8°C. Può anche essere immagazzinato in materiali solidi attraverso un processo di assorbimento. Lo stoccaggio dell’idrogeno per uso pratico presenta diverse sfide. Ad esempio, attualmente i mezzi di transporto che utilizzano l’idrogeno non possono contenere le grandi quantità di carburante compresso necessarie per percorrere lunghe distanze. Inoltre, le attuali soluzioni di stoccaggio sono molto inefficienti e perdono grandi quantità di energia nel processo.

Lo sviluppo di soluzioni efficaci per lo stoccaggio dell’idrogeno è fondamentale per il progresso delle tecnologie a idrogeno e a celle a combustibile nelle applicazioni. L’idrogeno ha la più alta energia per massa di qualsiasi altro combustibile, ma è necessaria una soluzione di stoccaggio ad alta tecnologia per garantire che il combustibile o il gas possano essere utilizzati in modo efficace, senza perdere l’energia in eccesso.

Negli Stati Uniti, l’Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office (HFTO), sostenuto dai fondi del 2022 Inflation Reduction Act (IRA) dell’amministrazione Biden, sta conducendo attività di ricerca e sviluppo per far progredire la tecnologia dei sistemi di stoccaggio dell’idrogeno. Ad oggi, i progressi sono stati lenti a causa di un’ampia gamma di sfide che lo sviluppo tecnologico deve affrontare, ma ora una start- up tecnologica californiana sembra avere la soluzione.

H2MOF sta progettando un serbatoio che trattiene il carburante ricco di energia in uno stato solido, assorbendolo in nanomateriali appositamente progettati. L’approccio si basa sulla ricerca di due dei suoi co-fondatori e consulenti scientifici: Omar Yaghi, professore di chimica presso l’Università della California, Berkeley, e il professor Sir Fraser Stoddart, vincitore del Premio Nobel per la chimica nel 2016.

Materiali a struttura metallo-organica

L’azienda spera di essere la prima a commercializzare materiali a struttura metallo-organica, o MOF, progettati a livello atomico per lo stoccaggio dell’idrogeno, ma non è l’unica a perseguire questa tecnologia. Gli scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory hanno recentemente pubblicato una ricerca su un MOF a base di alluminio che hanno creato per contenere l’idrogeno, secondo quanto riportato da Science.  Proprio questo materiale ha suggerito il nome alle società

H2MOF sta testando dei prototipi realizzati con materiali simili a cristalli, progettati per attirare e trattenere gli atomi di idrogeno come una spugna che assorbe l’acqua. E a differenza dei serbatoi rivestiti in fibra di carbonio utilizzati nella berlina a celle a combustibile Mirai della Toyota, che trattengono l’idrogeno a  una pressione di 700 kg/cm2 H2MOF intende pressare il suo serbatoio a meno di di un decimo della precedente, non richiedendo quindi serbatoi di particolare spessore, resistenza o costo.

Questo tipo di immagazzinamento può rendere l’idrogeno una fonte energetica disponbile quasi con la semplicietà di quelle fossili, almeno come il metano compresso normalmente usato nelle autovetture. Sarebbe una innovazione veramente epocale.