Un innovativo processo consente di produrre idrogeno per gli usi più diversi, nell’ambito di un ciclo chiuso di economia circolare che, oltre a non consumare risorse vergini, può essere alimentato con fonti energetiche rinnovabili.
Nata nel 2018 dall’esperienza di ricercatori attivi nel settore della propulsione aerospaziale, ReActive – Powder Technology sviluppa e produce polveri altamente innovative attraverso l’attivazione meccanica, chimica e meccano-chimica. L’azienda ha messo a punto un sistema per produrre idrogeno da polveri attivate, basate su composti dell’alluminio.
In questo modo, è possibile ottenere in breve tempo, in ogni luogo e in elevate condizioni di sicurezza, idrogeno puro utile per alimentare, ad esempio, celle a combustibile che a loro volta producono elettricità e calore. Il tutto senza la necessità di elettrolizzatori e serbatoi di stoccaggio, che attualmente costituiscono i principali “colli di bottiglia” nella realizzazione delle infrastrutture per la diffusione della tecnologia dell’idrogeno.
Ciclo chiuso dei materiali
Le polveri sono ottenute dall’alluminio, anche proveniente da riciclaggio, e sono additivate con una piccola frazione di altri materiali ecocompatibili. Per ottenere l’idrogeno è sufficiente bagnare le polveri con acqua, anche non potabile, o con fluidi a base acquosa. La reazione avviene spontaneamente in circa 1 minuto, senza la necessità di fornire energia. Da ogni chilogrammo di polvere attivata ReActive si ottengono:
- 1.200 Nl (litro di gas alla pressione atmosferica) di H2, ultrapuro (resa 97%);
- 1,9 kg di residui;
- 3,9 kWh di calore.
La tecnologia ReActive mette, perciò, in gioco masse contenute e a bassa pressione, per la produzione “on demand” e “on site” dell’idrogeno. I residui del processo sono composti principalmente da idrossido d’alluminio, sostanza non dannosa per l’uomo né per l’ambiente, utilizzata in numerose applicazioni (metallurgia, chimica, farmaceutica, ecc.).
Facili da trasportare, i residui possono essere rigenerati trasformandoli nuovamente in alluminio e si prestano anche per altri usi. Le polveri attivate possono essere progettate sia per reagire alla velocità richiesta dalle singole applicazioni, sia per ottenere residui con specifiche proprietà chimico-fisiche, utili per altre attività produttive.
Se alimentata interamente con fonti rinnovabili, la produzione delle polveri attivate a partire dal minerale di alluminio costituisce il primo passo di un ciclo chiuso a impatto energetico nullo, che comprende centrali di cogenerazione dotate di celle a combustibile. I residui della reazione sono raccolti e conferiti all’industria di produzione dell’alluminio, per chiudere il ciclo. Le emissioni in atmosfera sono costituite da ossigeno e vapore acqueo.
Nell’immagine, ripresa durante un esperimento di validazione della tecnologia, si vedono le bolle di idrogeno sviluppate dalla polvere contenuta all’interno del filtro-carta, per effetto della semplice aggiunta di acqua. Il gas così ottenuto può alimentare motori di diverse tipologie, cogeneratori e celle a combustibile. Inoltre, può essere utilizzato in diverse applicazioni industriali come idrogeno “verde”, a fronte dell’emissione in atmosfera di solo vapore acqueo e del recupero del calore per usi termici.
La polvere sviluppata da ReActive è ottenuta utilizzando principalmente alluminio. Anche quando è attivata, la polvere si maneggia con facilità e nella massima sicurezza. Ciascuna delle provette riprese nella foto, ad esempio, contiene circa 2 g di polvere che, in combinazione con l’acqua, genera 2,5 l di idrogeno e calore. Le potenziali applicazioni sono numerose e l’intero processo si inserisce in una logica di economia circolare per disporre di idrogeno sostenibile e sicuro.
