L’Idrogeno è l’elemento chimico più abbondante dell’universo, presente in circa il novanta percento della massa visibile e con elevata energia.

Nonostante ciò, sulla terra non è presente come molecola biatomica H₂ bensì, è molto diffuso nei legami chimici; tipici dei composti organici e dell’acqua.

Dalla sua combustione non sono prodotti gas a effetto serra; ciò rende l’idrogeno, il vettore energetico ideale per sostenere la transizione energetica.

Affinché l’Idrogeno possa essere considerato un vettore energetico completamente green, quindi in grado di annullare o quantomeno di ridurre notevolmente le emissioni inquinanti, deve esse prodotto attraverso l’utilizzo di energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili; come il fotovoltaico e l’eolico.

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Tel Aviv, in Israele, ha sviluppato un innovativo processo di produzione dell’Idrogeno; presentato sul magazine Shalom della comunità ebraica presente in Italia.

Attraverso questo nuovo sistema, che prevede l’utilizzo di biocatalizzatori in alternativa all’elettrolisi, si potrà avviare una nuova fase nella produzione dell’Idrogeno green.

Idrogeno, i limiti dell’Elettrolisi nella produzione del vettore energetico:

L’Elettrolisi è il metodo, fin ora, più utilizzato per la produzione dell’Idrogeno.

Attraverso il processo elettrolitico, che prevede il passaggio di una corrente elettrica nell’acqua, è possibile separare gli atomi dell’Ossigeno e dell’Idrogeno della molecola di H₂O.

Affinché la produzione dell’Idrogeno sia tale da generare il minimo impatto ambientale possibile, in termini di emissioni inquinanti, si preferisce utilizzare energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili.

L’energia elettrica, prodotta attraverso l’utilizzo di una fonte energetica primaria come il sole o il vento, permette all’Idrogeno prodotto di essere definito green.

Anche se negli anni l’efficienza energetica raggiunta dal processo dell’Elettrolisi è notevolmente aumentata, sussistono ancora alcuni limiti persistenti nel processo elettrolitico come:

• La differenza di potenziale minima termodinamica.
• Problemi di sovra potenziale.
• L’utilizzo di acqua distillata priva di residui.
• Elettrolizzatori realizzati con metalli preziosi.

Modello israeliano per la produzione dell’Idrogeno:

Un team dell’Università di Tel Aviv d’Israele, composto dal ricercatore Itzhak Grinberg, dal dottor Oren Ben-Zvi e dal professor Iftach Yacoby; hanno realizzato un innovativo sistema per la produzione dell’Idrogeno.

Attraverso l’utilizzo di biocatalizzatori, con enzimi naturali, è possibile attivare reazioni chimiche, con alto rendimento e costi limitati, per la produzione del vettore energetico.

Tra i vantaggi offerti dai biocatalizzatori, oltre all’elevato rendimento delle reazioni chimiche e ai costi limitati, si hanno:

• Sovra – potenziale trascurabile.
• Alta specificità.
• Completa bio-degradabilità.
• Basso impatto ambientale

Inoltre, con il nuovo modello israeliano, è possibile produrre Idrogeno senza l’utilizzo dei costosi elettrodi al Platino; necessari per l’elettrolisi.

Biocatalizzatori, l’innovazione per la produzione dell’Idrogeno:

L’Idrogeno, anche se è l’elemento chimico più abbondante dell’universo, è molto raro sulla Terra nella sua forma molecolare H₂.

In natura particolari enzimi, presenti negli organismi microscopici, sono in grado di produrre Idrogeno molecolare, in modeste quantità, attraverso l’energia captata dall’irraggiamento solare.

L’energia luminosa del sole è quindi la fonte energetica primaria, presente in natura, che permette agli enzimi presenti negli organismi microscopici di produrre Idrogeno.

In laboratorio i biocatalizzatori permettono di riprodurre una reazione chimica, analoga a quella che avviene in natura, tra gli enzimi presenti negli organismi microscopici e l’energia luminosa irradiata dal Sole sulla Terra.

Nei biocatalizzatori, utilizzati al posto degli elettrodi al Platino necessari per l’elettrolisi, sono fissati gli enzimi necessari alla produzione dell’Idrogeno.

Attraverso l’utilizzo di energia elettrica, prodotta con fonti energetiche rinnovabili, è possibile attivare la reazione chimica che permette di generare H₂; in maniera analoga a quanto accade in natura, con l’energia luminosa del Sole.

I biocatalizzatori, sottoposti alla corrente elettrica, permettono l’elettrificazione degli enzimi; con la conseguente produzione di H₂.

Utilizzo dell’Idrogel per depositare gli enzimi sui biocatalizzatori:

Attraverso l’utilizzo di un Idrogel, in altre parole una miscela formata da catene polimeriche di molecole disperse in acqua, è possibile fissare gli enzimi, necessari per la produzione dell’Idrogeno, sulla superficie dei biocatalizzatori.

L’Idrogel, da test condotti, è in grado di trattenere gli enzimi per lunghi periodi e in condizioni estreme; come può avvenire con l’utilizzo di acqua salata, al posto dell’acqua distillata necessaria per l’elettrolisi.

Utilizzando l’Idrogel, per trattenere gli enzimi sulla superficie dei biocatalizzatori, si ottengono reazioni chimiche, con efficienza stimata paria al novanta percento, per la produzione dell’Idrogeno Green.

Gianni Truini