La catena del valore dell'idrogeno verde inizia comunemente con l'elettrolisi dell'acqua: un processo in cui le molecole d'acqua vengono scisse in idrogeno e ossigeno. Il processo è alimentato da energia rinnovabile proveniente, ad esempio, da energia solare, eolica o idroelettrica.
Come funziona l'elettrolisi dell'acqua?
L'elettrolisi dell'acqua si ottiene applicando una tensione elettrica a elettrodi immersi nell'acqua, che scinde le molecole d'acqua (H₂O) in idrogeno (H₂) e ossigeno (O₂). Esistono diversi tipi di elettrolizzatori che utilizzano elettroliti diversi:
- Gli elettrolizzatori alcalini utilizzano come elettrolita una soluzione di idrossido di potassio.
- Gli elettrolizzatori a membrana a scambio protonico (PEM) utilizzano acqua pura e
- gli elettrolizzatori "solid oxide electrolyser cell" (SOEC) scindono il vapore in idrogeno e ossigeno a temperature che arrivano fino a 850 °C.
Per produrre 1 kg di idrogeno sono necessari circa 50-55 kWh di elettricità, anche se l'energia esatta richiesta può variare a seconda dell'efficienza dell'elettrolizzatore. Questo fabbisogno energetico può essere coperto utilizzando fonti di energia rinnovabili come l'energia solare, eolica o idroelettrica per produrre idrogeno verde. Inoltre, per produrre 1 kg di idrogeno sono necessari circa 9 litri di acqua. Non si tratta solo di un investimento legato all'energia, ma anche all'acqua, che deve essere considerato soprattutto nelle regioni con carenza idrica.
Perché produrre idrogeno tramite elettrolisi?
Questo processo può essere alimentato da energia rinnovabile, producendo così idrogeno verde. L'idrogeno verde è neutrale dal punto di vista climatico e contribuisce a ridurre le emissioni di CO₂. Inoltre, l'idrogeno può fungere da accumulatore di energia ed essere utilizzato in vari settori come l'industria, la mobilità e l'approvvigionamento energetico. Combinando diverse tecnologie e fonti energetiche, è possibile sfruttare le sinergie per aumentare l'efficienza della produzione di idrogeno.
Qual alta è l'efficienza della produzione di idrogeno mediante elettrolisi?
L'efficienza della produzione di idrogeno mediante elettrolisi si aggira attualmente intorno al 60-70%, a seconda del tipo di elettrolizzatore. Ciò significa che il 60-80% dell'energia elettrica utilizzata viene convertita in energia chimica dell'idrogeno. In futuro, i miglioramenti tecnologici possono aumentare ulteriormente questa efficienza.
Ogni concetto di elettrolizzatore per l'elettrolisi dell'acqua pone una serie di sfide uniche in termini di pressione di processo, temperatura e fluidi. La nostra ampia gamma di soluzioni di misura di pressione, temperatura, portata e livello affronta queste sfide, garantendo così un funzionamento efficiente e sicuro degli elettrolizzatori per l'elettrolisi dell'acqua. Gli elettrolizzatori ad alta temperatura, come il SOEC, offrono particolari vantaggi grazie alla loro maggiore efficienza, ma richiedono materiali speciali per gli elettrodi e gli elettroliti per resistere alle alte temperature.
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