Ilaria Rosella Pagliaro La scoperta dell'idrogeno giallo negli Stati Uniti potrebbe cambiare il futuro dell'energia, grazie a un metodo ecologico e senza emissioni di gas serra
©Dennis Schroeder, NREL
Immaginate come cambierebbe il mondo se fosse possibile generare energia utilizzando solo l’acqua. Questo è l’obiettivo che l’umanità sta cercando di raggiungere, e mai come ora siamo così vicini. Gli Stati Uniti hanno appena scoperto una fonte così promettente da doverle dare un nuovo nome. Gli esperti stanno già parlando di “idrogeno giallo“, che non ha nulla a che vedere con il verde o il blu. Inoltre, potrebbe essere un’invenzione rivoluzionaria che il mondo intero copierà, come è successo con il rosso, che continua a progredire inarrestabilmente in Giappone.
L’idrogeno giallo, comunemente noto come idrogeno fotochimico, è generato attraverso una reazione di fotocatalisi della scissione dell’acqua. Il principio di base di questo metodo è limitare il numero di reazioni, utilizzando l’energia solare e catalizzatori manipolati per separare le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno.
Questa forma di idrogeno, denominata idrogeno giallo, a differenza delle altre forme convenzionali di produzione di idrogeno, non utilizza energia fossile e non ha impatti negativi diretti sul clima tramite l’emissione di gas serra. È simile all’idrogeno arancione, ma non dipende dalle acque reflue, che rappresentano la principale differenza.
Come viene prodotto l’idrogeno giallo?
Il processo di produzione dell’idrogeno giallo segue questi passaggi:
- Fotocatalizzatori semiconduttori e luce solare sono utilizzati per scindere l’acqua in idrogeno e ossigeno, con un processo simile all’elettrolisi impiegata per produrre idrogeno verde o blu.
- L’idrogeno viene accumulato e purificato per essere utilizzato come carburante o per altri usi vari. L’ossigeno, prodotto come sottoprodotto della reazione, viene rilasciato nell’atmosfera.
- I fotocatalizzatori utilizzati in questo processo comprendono materiali semiconduttori come il biossido di titanio o il solfuro di cadmio. Questi materiali catturano la luce solare e la sfruttano, permettendo il processo di scissione dell’acqua sulla superficie del catalizzatore.
Vantaggi e sfide dell’idrogeno giallo negli USA
L’idrogeno giallo presenta diversi vantaggi rispetto ad altre forme di produzione di idrogeno:
- È una fonte di energia ecologica che non emette gas serra né utilizza energia fossile.
- Alcune ricerche hanno rivelato che l’efficienza della conversione energetica potrebbe raggiungere il 19%.
- Può essere generato su piccola scala utilizzando materiali semplici e economici, permettendo una produzione decentralizzata.
Tuttavia, ci sono anche alcune sfide legate alla produzione dell’idrogeno giallo:
- Il processo non è stato ancora raffinato e ottimizzato come altri metodi attuali, e sono necessarie ulteriori ricerche ed esperimenti per migliorare i risultati e l’applicazione pratica.
- Alcuni dei fotocatalizzatori utilizzati possono risultare costosi, e il loro tempo di funzionamento è spesso limitato.
- Attualmente ha un tasso di produzione inferiore rispetto a metodi come la riforma del metano con vapore o l’elettrolisi.
Nonostante queste sfide, ci sono diversi progetti in corso negli Stati Uniti che stanno esplorando il potenziale della produzione di idrogeno giallo:
- Il National Renewable Energy Laboratory (NREL) sta lavorando sulla scissione dell’acqua per fotocatalisi e ha progettato diversi sistemi prototipo per ottenere idrogeno giallo.
- L’Università del Colorado Boulder sta sviluppando un nuovo materiale fotocatalizzatore, più efficiente ed economico rispetto ai materiali attuali.
- L’Università della California, Berkeley, sta conducendo ricerche nell’area della fotosintesi artificiale, con piani per creare idrogeno giallo e altri prodotti chimici di valore.
Alcuni stati americani sono particolarmente adatti allo sviluppo dell’idrogeno giallo:
- La California è la più idonea alla produzione di idrogeno giallo, grazie alle risorse solari e agli obiettivi di transizione verso fonti di energia rinnovabile.
- Il Texas ha grandi opportunità di crescita, poiché lo stato ha già un settore sviluppato di energia solare e produzione di idrogeno.
- L’Arizona e, in particolare, il New Mexico, possono essere considerati come territori con alto potenziale per l’idrogeno giallo, grazie alla disponibilità di terreni e ai livelli elevati di irradiazione solare.
L’idea di produrre idrogeno giallo in America è tanto ottimistica quanto ambiziosa, e i ricercatori credono già che potrebbe diventare un sostituto a medio termine dei combustibili fossili. Tuttavia, hanno posto due condizioni: che venga utilizzato come carburante per decarbonizzare il trasporto e che venga combinato con altri colori “più puliti”, come il bianco, il blu o il verde.
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Fonte: NREL – University of Colorado Boulder – ScienceDirect
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