Produzione di idrogeno mediante solare termodinamico

L’ENEA ha depositato un nuovo brevetto che consiste in un processo per la produzione di idrogeno e una miscela di gas comburenti ossigeno – anidride carbonica privi di azoto, a partire da vapore acqueo, mediante l’impiego di fonti energetiche rinnovabili.

La produzione di idrogeno avviene ad alta temperatura, oltre i 500°C mediante un processo di elettrolisi a carbonati fusi, in cui vapore acqueo e anidride carbonica vengono trasformati in idrogeno, ossigeno e anidride carbonica.

Il processo di elettrolisi viene realizzato secondo uno schema di impianto a ciclo chiuso con recupero della anidride carbonica. L’idrogeno prodotto è inviato alla distribuzione, mentre la miscela di gas comburenti O2-CO2 è utilizzata all’interno dell’impianto stesso in processi di combustione in ossigeno (ossi-combustione), dove il gas di combustione, rappresentato dalla sola anidride carbonica viene recuperato e riutilizzato per il processo di elettrolisi. L’anidride carbonica in eccesso può anche essere catturata senza alcuna difficoltà con conseguente assenza di emissione di fumi in atmosfera.

Il vapore e l’elettricità necessari a far avvenire la reazione sono forniti da impianti solari a concentrazione con accumulo di calore, in particolare da impianto solare termodinamico.

L’impianto solare produce vapore ad alta temperatura e pressione regolabile, che in parte va alla produzione di energia elettrica in una turbina a vapore e in parte va alle celle elettrolitiche a carbonati fusi.

L’energia elettrica necessaria al processo può essere fornita anche dalla rete elettrica con il contributo di altre fonti rinnovabili, eolico, idroelettrico, fotovoltaico.

Il processo messo a punto è altamente efficiente e affidabile, con impatto ambientale ridotto dovuto al risparmio dei combustibili fossili (gas naturale, petrolio, carbone) e alla riduzione/assenza delle emissioni di gas clima-alteranti, rispetto ai convenzionali processi industriali per la produzione di idrogeno.

Il brevetto, realizzato da Stefano Frangini e Pietro Tarquini dell’Unità Tecnica Fonti Rinnovabili ENEA, è stato depositato il 15 ottobre 2012 (n. RM2012A000490). È consultabile nella banca dati Brevetti ENEA dal 25 ottobre 2012 ed è disponibile per il licensing.