Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology hanno creato un nuovo sistema per ottenere idrogeno dal calore solare con un’efficienza del 40%
25 OTTOBRE 2023 – FONTEUFFICIALE – BREAKING NEWS – Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno sviluppato un sistema innovativo per la produzione di “idrogeno termochimico solare”, utilizzando il calore del sole per dividere l’acqua e generare idrogeno, un combustibile pulito adatto a alimentare mezzi di trasporto a lunga percorrenza, con zero emissioni di gas serra.
Lo studio, pubblicato su Solar Energy Journal, introduce il concetto di un sistema che sfrutta l’energia solare per produrre idrogeno, rappresentando una soluzione senza precedenti. Attualmente, l’idrogeno viene principalmente prodotto attraverso processi che coinvolgono gas naturale e combustibili fossili, contribuendo alle emissioni di gas serra. Questa nuova metodologia, denominata idrogeno termochimico solare, o STCH, si basa completamente sull’energia solare rinnovabile per la produzione di idrogeno, rappresentando una soluzione a zero emissioni.
Tuttavia, i progetti STCH esistenti avevano incontrato limiti di efficienza, utilizzando solo il 7 percento dell’energia solare incidente per produrre idrogeno. Questo nuovo progetto del MIT, invece, mira a sfruttare fino al 40 percento del calore solare, offrendo un’enorme potenzialità per l’efficiente produzione di idrogeno.
Il sistema del MIT si basa su una reazione termochimica a due fasi. Nella prima fase, l’acqua viene esposta a vapore e a un metallo, il quale rimuove l’ossigeno dal vapore, lasciando l’idrogeno. Questa “ossidazione” del metallo è simile alla ruggine del ferro in presenza di acqua, ma avviene molto più rapidamente. Una volta separato l’idrogeno, il metallo ossidato viene riscaldato sotto vuoto, invertendo il processo di ruggine e rigenerando il metallo. Questo ciclo può essere ripetuto centinaia di volte.
Ahmed Ghoniem, professore di Ingegneria Meccanica al MIT, ha sottolineato l’importanza di questa innovazione, affermando: “Stiamo considerando l’idrogeno come il carburante del futuro, e c’è la necessità di produrlo a buon mercato e su larga scala. Stiamo cercando di raggiungere l’obiettivo del Dipartimento dell’Energia, che è quello di produrre idrogeno verde entro il 2030 a 1 dollaro per chilogrammo. Per migliorare l’economia, dobbiamo migliorare l’efficienza e assicurarci che la maggior parte dell’energia solare che raccogliamo venga utilizzata nella produzione di idrogeno”.
Il sistema del MIT è progettato per ottimizzare questo processo, utilizzando una struttura a forma di scatola che sfrutta una fonte termica solare, come una centrale solare a concentrazione (CSP). Ogni reattore nella struttura ospita il metallo che subisce il processo di ossidoriduzione.
Per affrontare i problemi di distribuzione del calore e della de-ossidazione, il design del MIT implementa diverse soluzioni, come lo scambio di calore tra reattori attraverso radiazione termica e l’utilizzo di un secondo set di reattori esterni per evacuare l’ossigeno, senza bisogno di pompe meccaniche.
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