Il primo elettrolizzatore ad aria diretta al mondo produce idrogeno dall'umidità

Alcuni ricercatori australiani hanno sviluppato e testato un modo per elettrolizzare l’idrogeno direttamente dall’aria, ovunque sulla Terra, senza richiedere altre fonti di acqua dolce. Il Direct Air Electrolyzer (DAE) assorbe e converte l'umidità atmosferica, anche fino a un'umidità "asciutta" del 4%.

Una macchina del genere potrebbe essere particolarmente rilevante per un paese come l’Australia, che ha ambizioni come esportatore di energia pulita, insieme a un enorme potenziale di energia solare – ma anche diffuse condizioni di siccità e un accesso limitato all’acqua pulita. Disaccoppiare la produzione di idrogeno dalla necessità di approvvigionamento idrico potrebbe consentire la produzione di idrogeno verde più o meno ovunque sia possibile spedirlo – e poiché la scarsità d’acqua e il potenziale solare spesso vanno di pari passo, ciò potrebbe rivelarsi un vantaggio per gran parte dell’Africa , anche Asia, India e Medio Oriente.

Gli ingegneri chimici dell'Università di Melbourne hanno ideato quello che descrivono come un progetto semplice: un elettrolizzatore con due piastre piatte che fungono da anodo e catodo. Tra le due piastre è inserito un materiale poroso, ad esempio una spugna di melammina o una schiuma di vetro sinterizzato. Questo mezzo è immerso in una soluzione igroscopica ionica, una sostanza chimica in grado di assorbire spontaneamente l'umidità dall'aria.

Collegalo a una fonte di energia, esponilo all'aria e l'idrogeno inizia a essere rilasciato al catodo e l'ossigeno all'anodo, semplicemente. I ricercatori ritengono che questa sia la prima volta che l'idrogeno viene estratto direttamente dall'aria e notano che funziona fino al 4% di umidità, dove anche le aree secche del Red Centre australiano, come Alice Springs, tendono ad avere circa il 20% di umidità.

I ricercatori hanno testato diversi liquidi igroscopici, mezzi porosi, spessori e altri parametri, raggiungendo infine un'efficienza faradaica intorno al 95%. Collegato a un pannello solare delle dimensioni di un libro tascabile, il team ha scoperto che il DAE era in grado di generare 3,7 metri cubi (131 piedi cubi) di idrogeno di elevata purezza al giorno, per metro quadrato (10,7 piedi quadrati) di catodo.

Il team descrive la tecnologia come tecnicamente e strutturalmente fattibile e che richiede poca manutenzione, e afferma che i prossimi passi saranno testarla in una gamma di condizioni e temperature difficili e ampliarla ulteriormente.

"Siamo in procinto di ampliare il DAE, da una pila di cinque strati a un metro quadrato, poi a 10 metri e così via", afferma il dottor Kevin Gang Li, ricercatore capo dell'articolo. "E possiamo simulare un clima secco in laboratorio, ma non è un vero deserto. Quindi, vogliamo portarlo ad Alice Springs e trascorrere un paio di settimane, vedere come va."

La ricerca è ad accesso libero sulla rivista Nature Communications.

Fonte: Università di Melbourne