L’idrogeno verde continua a essere indicato come uno dei vettori energetici più promettenti per affrancare l’economia globale dai combustibili fossili, ma il nodo dei costi ne ha finora frenato la diffusione. Una nuova ricerca dell’Università norvegese di scienza e tecnologia (NTNU) suggerisce però che questo ostacolo potrebbe essere superato. Il lavoro, guidato dal dottorando Yukihiro Takahashi e pubblicato nel Norwegian Research Information Repository, propone un metodo in grado di migliorare l’efficienza dell’elettrolisi e ridurre gli sprechi di materiali, intervenendo su un elemento cruciale del processo produttivo: il rivestimento in nickel degli elettrolizzatori.
Il ruolo chiave del nickel negli elettrolizzatori
L’idrogeno è considerato una soluzione strategica soprattutto per quei comparti in cui l’elettrificazione diretta risulta complessa, come industria pesante, trasporti marittimi e aviazione. Utilizzato in una cella a combustibile, consente di generare energia producendo come unico residuo acqua, con un impatto ambientale nettamente inferiore rispetto ai combustibili fossili. Tuttavia, quando viene prodotto in modo “verde”, ossia attraverso la separazione dell’acqua in idrogeno e ossigeno mediante elettricità da fonti rinnovabili, il processo resta oneroso e poco efficiente.
Il metodo industriale più diffuso è l’elettrolisi alcalina (AWE), che impiega piastre metalliche rivestite di nickel, materiale scelto per la sua resistenza alla corrosione e per le sue proprietà catalitiche. Proprio questa fase di rivestimento rappresenta uno dei principali punti critici: piccole irregolarità nella distribuzione della corrente elettrica possono causare una crescita disomogenea del nickel, con strati troppo spessi, difetti strutturali e un utilizzo inefficiente del materiale. Tutti fattori che incidono negativamente sia sulle prestazioni sia sulla durata degli elettrolizzatori.
Il metodo NTNU per una crescita più controllata del metallo
Secondo il sito specializzato Nanowerk, il contributo del team guidato da Takahashi consiste nell’introduzione di agenti complessanti, in grado di legare in modo più stabile gli ioni di nickel alla superficie degli elettrodi. Questo approccio permette di regolare con maggiore precisione la velocità di deposizione del metallo, evitando accumuli irregolari e migliorando la qualità del rivestimento.
A rendere il metodo particolarmente efficace è l’integrazione con un modello matematico predittivo, sviluppato dallo stesso ricercatore, che consente di anticipare il comportamento del nickel al variare delle condizioni operative, come il pH della soluzione o l’intensità della corrente. In questo modo, la fase di ottimizzazione non avviene più per tentativi successivi, ma attraverso simulazioni mirate, con una riduzione significativa dei cicli di test e degli sprechi di materia prima.
Secondo i risultati dello studio, la tecnica consente di ottenere superfici più uniformi, prestazioni elettrochimiche superiori e una maggiore stabilità nel tempo. Applicata su scala industriale, questa innovazione potrebbe abbassare sensibilmente i costi degli elettrolizzatori, favorendo la diffusione dell’idrogeno verde e rafforzandone la competitività rispetto alle soluzioni “grigie” o “blu”, oggi ancora prevalenti perché basate sull’uso del gas naturale.
