È l’obiettivo del progetto di ricerca Image che è stato illustrato nell’ambito di un seminario al Dipartimento di Fisica e Astronomia. Ad illustarlo il responsabile scientifico Salvatore Mirabella
La necessità sempre maggiore di fonti di energia pulita e i cambiamenti climatici in atto impongono di trovare nuove soluzioni per la produzione di energia che non arrechino danno all’ambiente e che consentano uno sviluppo continuo delle attività antropiche.
La produzione di idrogeno da fonti rinnovabili - idrogeno verde - è una soluzione molto promettente dato che questo elemento ha la maggiore capacità di energia tra i differenti vettori energetici e può essere estratto in modo semplice dall’acqua, attraverso un processo di elettrolisi.
Ad oggi la produzione di idrogeno non è però sostenibile per via di catalizzatori elettrolitici basati su elementi chimici rari e costosi, come il Platino o l’Iridio, o altri elementi critici secondo la commissione europea.
La ricerca scientifica quindi si muove per trovare nuovi processi e materiali sostenibili per la produzione di idrogeno verde, senza l’utilizzo di materiali critici. In effetti, la transizione energetica non può avvenire senza una vera transizione di materiali.
Il progetto Innovative non-critical raw materials-based electrocatalysts for electrolytic green hydrogen generation – Image è stato finanziato dal Ministero dell’Università e Ricerca nell’ambito del Pnrr perché si focalizza sullo sviluppo di metodi di sintesi innovativi per la produzione di catalizzatori nanostrutturati, basati su materie prime non critiche, da utilizzare per la produzione efficiente di idrogeno verde tramite elettrolisi dell’acqua alimentata da energia rinnovabile.
Nanoaghi a base di ossido di Tungsteno usati come catalizzatori per elettrolisi di acqua
Image propone un approccio basato sulla nanotecnologia per migliorare l'efficienza e sostenibilità, sviluppando nanomateriali efficaci per catalizzare le reazioni di elettrolisi dell'acqua. Questi nanocatalizzatori, basati su materiali sostenibili, possono sostituire l'uso di metalli preziosi mantenendo un'elevata efficienza e stabilità a basso costo.
Tuttavia, è necessario un approccio olistico per immaginare soluzioni nuove ed efficaci per l’approvvigionamento energetico sostenibile in futuro. A questo proposito, Image prevede di svolgere ricerche approfondite nella scienza dei materiali, nell'elettrochimica applicata e nella scienza economica con lo scopo di tenere conto della produttività dei nuovi elettrocatalizzatori proposti, dell'efficienza quantitativa in termini di produzione di H2 e la sostenibilità complessiva in termini di economia circolare. Un'analisi attenta e ricorsiva in termini di valutazione del ciclo di vita sarà adottata per consolidare la sostenibilità e l’efficienza delle soluzioni proposte.
Gli obiettivi di Image sono ambiziosi e innovativi e saranno raggiunti attraverso un piano di implementazione ben progettato, dettagliato in cinque tappe fondamentali nell'arco di 24 mesi. Il gruppo di ricerca coinvolto copre l’intero spettro delle competenze necessarie per raggiungere gli obiettivi Image, dalla sintesi e caratterizzazione di nanostrutture, alla determinazione quantitativa delle prestazioni elettrochimiche, dall'acqua dalla prototipazione di elettrolizzatori all'analisi tecnico-economica.
In foto il gruppo di ricerca del progetto Image
Il risultato finale del progetto sarà la dimostrazione della produzione sostenibile di idrogeno verde, a partire da catalizzatori nanostrutturati basati su processi a basso costo e di minimo impatto ambientale, con materiali non critici e ricavati da scarti industriali, nell’ottica di una economia circolare con lo scopo di garantire un approvvigionamento di energia sicuro e rispettoso dell’ambiente.
A coordinare il progetto è l’Università di Catania – tramite i docenti Salvatore Mirabella (responsabile scientifico), Francesco Ruffino, Antonio Terrasi ed Elena Bruno e i dottorandi Valentina Iacono e Federico Ursino del Dipartimento di Fisica e Astronomia e Agata Matarazzo del Dipartimento di Economia e Impresa – in collaborazione con il Cnr-Itae Istituto per le tecnologie avanzate per l’energia (attività coordinate dal ricercatore Antonino Aricò).
Nei giorni scorsi, al Dipartimento di Fisica e Astronomia, si è tenuto il kickoff meeting del Prin 2022 Pnrr Image preceduto dal seminario dal titolo Green hydrogen production by advanced electrolysis technologies tenuto da Antonino Aricò del Cnr-Itae.