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Un acido dalla biomassa può liberare idrogeno senza sosta
L’azienda bavarese OxFA e il Leibniz Institute for Catalysis, noto come LIKAT, hanno sperimentato un processo continuo per ottenere idrogeno da acido formico prodotto dalla biomassa. Nell’impianto pilota il sistema ha lavorato stabilmente per più di 820 ore, trattando una soluzione acquosa diluita senza richiedere la preventiva purificazione dell’acido.
L’acido formico è una sostanza chimica di base prodotta globalmente in circa un milione di tonnellate all’anno. Oltre agli impieghi industriali, può funzionare come vettore chimico dell’idrogeno: la sua decomposizione genera H2 e anidride carbonica. La produzione convenzionale dipende però da materie prime fossili, mentre OxFA utilizza residui e biomasse, comprese materie lignificate, umide o fermentate.
Il principale ostacolo era rappresentato dall’acqua. I materiali biologici restituiscono infatti acido formico acquoso e poco concentrato, difficile da trattare con i sistemi progettati per reagenti più puri. I ricercatori hanno quindi modificato un catalizzatore al rutenio e aggiunto un’ammina, capace di favorire l’interazione tra il substrato e il catalizzatore.
Durante la prova in Baviera, l’impianto ha mantenuto un funzionamento stabile per oltre 820 ore, producendo complessivamente circa 30 metri cubi di idrogeno. L’acido formico biogenico è stato impiegato così come usciva dal processo produttivo. Evitare una distillazione intermedia può ridurre il consumo energetico, anche se il risultato non dimostra ancora la convenienza economica o ambientale dell’intera filiera su scala industriale.
Per impedire l’accumulo continuo di acqua, il gruppo ha adottato un sistema bifasico, composto da una fase organica e da una acquosa che si separano in modo simile a grasso e brodo. Il catalizzatore e l’additivo rimangono nella fase organica, mentre l’acido formico arriva attraverso quella acquosa e deve attraversare la superficie di separazione prima di reagire.
Secondo i responsabili dello sviluppo, il processo può operare con concentrazioni di acido formico comprese tra il 5% e il 99%, raggiungendo un’efficienza atomica prossima al 100%. Quest’ultimo valore descrive l’impiego degli atomi nella reazione, non l’efficienza energetica complessiva. Il sistema mostra inoltre un’attività elevata a 65 °C, una temperatura compatibile con le celle a combustibile a bassa temperatura, generalmente operative sotto i 100 °C.
Per il procedimento è stata depositata una domanda di brevetto, ma restano da valutare durata del catalizzatore, recupero degli additivi, costi del rutenio e bilancio delle emissioni dell’intero ciclo. Il test dimostra una continuità superiore a un mese, non un funzionamento indefinito: il passaggio a impianti più grandi richiederà ulteriori prove e un controllo accurato dell’acqua e delle due fasi liquide.
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