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Tag: Elektrolyse

  • Aumento dell’efficienza per l’idrogeno

    Aumento dell’efficienza per l’idrogeno

    L’elettrolisi, la scissione dell’acqua in idrogeno e ossigeno utilizzando l’elettricità, è un processo collaudato, ma non è ancora pienamente sfruttato in termini di tecnologia energetica. Sebbene la tensione teorica richiesta sia di 1,23 volt, in pratica sono spesso necessari da 1,5 a 1,6 volt. Questa discrepanza è costosa e rallenta l’utilizzo economico.

    Un team di ricerca guidato da Franz Geiger ha ora identificato una causa centrale. Prima che l’ossigeno venga rilasciato, le molecole d’acqua devono ruotare sul loro asse per allineare i loro atomi di ossigeno con l’elettrodo. Solo allora può avvenire la reazione di evoluzione dell’ossigeno. Questa rotazione richiede una notevole quantità di energia, paragonabile a quella che tiene unite le molecole d’acqua allo stato liquido.

    Visualizzazione con tecnologia laser
    Questa visione è stata resa possibile da un nuovo tipo di metodo di analisi, la generazione di armoniche secondarie risolte in fase. Utilizzando questa tecnologia laser, i ricercatori hanno potuto osservare in tempo reale quando e come molte molecole cambiano il loro orientamento. Questi dati forniscono per la prima volta una quantificazione energetica precisa della rotazione. Una pietra miliare per l’ulteriore sviluppo di processi di elettrolisi più efficienti.

    Particolare attenzione è stata rivolta all’elettrodo di ematite, un ossido di ferro poco costoso che, nonostante le sue promettenti proprietà, finora ha sofferto di una bassa efficienza. La nuova analisi rivela ora dove esiste un potenziale di ottimizzazione.

    Il valore del pH di base come leva per aumentare l’efficienza
    Un altro fattore chiave è il valore del pH della soluzione. Lo studio mostra che un ambiente alcalino, ossia un valore di pH superiore a 9, riduce significativamente l’energia necessaria per la rotazione delle molecole. Questo aumenta notevolmente l’efficienza della reazione di evoluzione dell’ossigeno. L’elettrolisi difficilmente avviene al di sotto di questa soglia.

    Questa realizzazione apre nuove prospettive per la produzione industriale di idrogeno. In combinazione con catalizzatori mirati e materiali cellulari avanzati, in futuro gli impianti di elettrolisi potranno essere gestiti in modo più economico e con meno risorse.

  • Viene costruito il primo impianto industriale power-to-gas a Dietikon

    Viene costruito il primo impianto industriale power-to-gas a Dietikon

    Il progetto vetrina per l’uso delle energie rinnovabili è stato sviluppato in collaborazione tra otto fornitori di energia e l’ alleanza dei servizi pubblici di Swisspower . Il progetto ha lo scopo di mostrare come i sistemi power-to-gas possono integrare la produzione di elettricità rinnovabile e operare in modo economico, secondo un comunicato stampa . Il più grande impianto power-to-gas in Svizzera fino ad oggi avrà una capacità di elettrolisi di 2,5 megawatt e fornirà gas sintetico rinnovabile nella rete dall’inverno 2021 al 2022.

    Il principio di funzionamento del nuovo impianto è così descritto nella comunicazione: “L’impianto power-to-gas utilizza elettricità rinnovabile proveniente dall’impianto di incenerimento dei rifiuti per produrre idrogeno. Questo viene miscelato con la CO2 nel gas di scarico, producendo gas metano rinnovabile. In questo modo Limeco estrae dai rifiuti e dalle acque reflue una fonte di energia CO2 neutra ”. Nella rete del gas esistente, il gas rinnovabile sostituisce le fonti energetiche fossili. Secondo le informazioni, questo può far risparmiare da 4.000 a 5.000 tonnellate di CO2 all’anno.

    Alla cerimonia di inaugurazione del progetto di costruzione, Stefano Kunz, Presidente del Consiglio di amministrazione di Limeco e Consigliere comunale di Schlieren, ha dichiarato: “Con il riciclaggio dei rifiuti e il trattamento delle acque reflue nello stesso luogo, abbiamo le condizioni perfette per produrre gas verde”. Ronny Kaufmann, CEO di Swisspower public utility alliance, che che ha co-avviato il progetto, afferma: “Il progetto dimostra che dobbiamo lavorare insieme per un sistema energetico rinnovabile e climaticamente neutro, oltre i confini dell’azienda”. L’Ufficio federale dell’energia ( UFE ) sostiene il progetto come parte del suo programma pilota e dimostrativo.

    Sistemi come quello in costruzione a Dietikon sono importanti per l’attuazione della Strategia Energetica 2050. Il piano è quello di sostituire l’elettricità dal nucleare con l’energia solare, idrica ed eolica. Ciò significa che in estate verrà prodotta molta più elettricità di quella utilizzata. In inverno, invece, quando la domanda di energia è maggiore, la Svizzera deve importare elettricità. Il power-to-gas è una tecnologia chiave per immagazzinare stagionalmente l’elettricità rinnovabile in eccesso.