Studiata l'idoneità dell'acqua di mare e dell'acqua salmastra per la produzione di idrogeno e le infrastrutture di test e valutazione necessarie.
Idrogeno verde, dai requisiti di purezza ASTM alle sfide dell’acqua salata
Quanto deve essere pura l’acqua impiegata dagli elettrolizzatori per la produzione di idrogeno? Negli apparecchi commerciali, che si tratti della tecnologia PEM (Proton Exchange Membrane), alcalina o AEM (Anion Exchange Membrane), la risposta è sempre “molto”. O, per usare termini tecnici, devono rispettare precisi standard ASTM D1193 – ASTM Tipo I (Acqua Ultra-pura) e Tipo II (Acqua Purificata / Demineralizzata) – che definiscono i requisiti chimico-fisici di purezza nei laboratori e nei processi industriali ad alta tecnologia.
In caso contrario gli apparecchi verrebbero danneggiati dai metalli, minerali e sali disciolti in soluzione, avvelenando i catalizzatori, incrostando i canali o aumentando la conducibilità elettrica fino a provocare dispersioni di corrente.
Ma con una risorsa idrica dolce sempre più sotto pressione e, di contro, vasti oceani a disposizione, c’è chi sta scommettendo sull’elettrolisi marina diretta. Utilizzare l’acqua di mare o salmastra permetterebbe di ampliare non solo le fonti sfruttabili ma anche l’applicazione geografica della tecnologia attraverso impianti costieri e offshore.
Elettrolisi marina diretta, a che punto siamo?
Una delle prime soluzioni adottate per portare l’elettrolisi in mare è stata quella di realizzare impianti con desalinizzatori integrati, ma l’energia richiesta e la complessità dell’integrazione rendono questo approccio di difficile e costosa applicazione.
È in questo scenario che si colloca il progetto SeaEly, finanziato dal governo tedesco e a cui hanno preso parte sotto la guida del Fraunhofer IWES, il Fraunhofer IFAM, la Technische Universität (TU) Berlin e alcune aziende. L’obiettivo dell’iniziativa, che si è formalmente conclusa a marzo 2026, era quello di riprogettare i componenti principali di una struttura capace di produrre direttamente idrogeno e ossigeno da acqua salata. Determinando con accuratezza in che misura quest’ultima potrebbe sostituire l’acqua potabile e l’acqua di processo nell’elettrolisi.
“L’idea – ha spiegato Nadine Menzel, responsabile del gruppo di elettrochimica e analisi presso il Fraunhofer IWES Hydrogen Lab Leuna – era quella di determinare il grado di purezza necessario all’acqua di mare per poterla utilizzare direttamente nell’elettrolisi senza sovraccaricare le apparecchiature”. In questi mesi il team ha lavorato per scalare l’elettrolisi marina diretta senza trattamento dalla scala di laboratorio a quella del kilowatt, confrontando l’efficienza energetica con le tecnologie esistenti tra cui PEM, alcalina e AEM” . Un lavoro che ha richiesto l’elaborazione di nuove membrane, i “setacci” che permettono il passaggio di alcuni ioni mantenendo i gas risultanti il più separati possibile.
Un nuovo banco di prova elettrochimico modulare
“Al Fraunhofer IFAM, abbiamo sviluppato nuove membrane per l’elettrolisi dell’acqua di mare non trattata e le abbiamo testate su un banco di prova elettrochimico modulare“, ha aggiunto Andreas Brinkmann, ricercatore presso il dipartimento di ricerca sull’adesione e le interfacce del Fraunhofer IFAM. I materiali promettenti possono quindi passare da piccole celle di prova a configurazioni più grandi. Ciò consente di valutare sia il comportamento dei materiali sia le interazioni tra più celle e altri componenti del sistema.
Al momento tuttavia non sono stati pubblicati i risultati pratici e rimane ancora difficile da capire quanto meno efficiente sia l’elettrolisi marina diretta anche con le nuove membrane.
