La produzione di idrogeno verde non produce CO2. Può essere generato da fonti rinnovabili. Tuttavia, i costi sono ancora relativamente elevati. Ma nei prossimi anni i costi saranno ridotti grazie a maggiori investimenti nelle tecnologie correlate. L'idrogeno ha un futuro molto luminoso: potrebbe decarbonizzare l'industria pesante. Può essere immagazzinato in modo sicuro per lungo tempo. Può essere utilizzato nei veicoli elettrici a celle a combustibile. Inoltre, l'idrogeno contribuisce alla sicurezza dell'approvvigionamento energetico diversificando il mix di combustibili.

Dal grigio al blu al verde

Oggi esistono tre metodi principali di produzione dell'idrogeno.

• L'idrogeno grigio si ottiene attraverso un processo di conversione termochimica che "riforma" i combustibili fossili in idrogeno. La CO2 viene prodotta come "prodotto di scarto" e rilasciata nell'atmosfera.
• Quando si accoppia la via di produzione dell'idrogeno grigio con le tecnologie CCS (Carbon Capture and Storage) si ottiene la cosiddetta via dell'idrogeno blu, che raggiunge un bilancio neutro di CO2.
• Il processo più interessante per la futura produzione di energia è la produzione di idrogeno verde. L'acqua viene scissa nei suoi componenti di ossigeno e idrogeno per mezzo dell'elettrolisi alimentata da energia elettrica ottenuta da fonti rinnovabili ed è neutrale dal punto di vista del carbonio.

L'idrogeno verde non è ancora molto diffuso. La produzione di idrogeno grigio è di gran lunga la più comune, poiché è la più economica. Circa il 95% dell'idrogeno viene attualmente prodotto con questo metodo. Per l'utilizzo su larga scala dell'idrogeno verde devono essere risolti alcuni problemi tecnici e sono necessarie ulteriori ricerche. Le tendenze e gli investimenti puntano sempre più verso processi di produzione a zero emissioni di CO2.

L'idrogeno è adatto a molti mercati e applicazioni. È promettente come fonte di calore per le case e le aziende e per l'industria pesante. L'idrogeno può essere utilizzato come carburante per i trasporti o per produrre elettricità. Inoltre, è una materia prima importante per molte industrie, come le raffinerie o l'industria chimica.

 Guarnizioni per applicazioni con idrogeno

Le guarnizioni in elastomero sono necessarie ovunque l'idrogeno venga prodotto, trasportato o immagazzinato. I requisiti di queste guarnizioni sono molto impegnativi. Devono funzionare in un ampio intervallo di temperature. Devono inoltre essere in grado di gestire pressioni elevate. La permeabilità è fondamentale, quindi le mescole di gomma devono resistere all'idrogeno. Il Gruppo Angst+Pfister sta eseguendo test di idoneità approfonditi su tutti i suoi prodotti esistenti e sui nuovi sviluppi per l'uso in applicazioni con idrogeno.

In presenza di gas, la permeabilità delle guarnizioni è sempre particolarmente importante. La struttura degli elastomeri funge da barriera al trasporto dei gas. Tuttavia, i gas possono ancora diffondersi lentamente attraverso l'impalcatura polimerica. In questo caso entrano in gioco due proprietà termodinamiche:

• La diffusione descrive la velocità con cui il gas si diffonde in un materiale.
• La solubilità, invece, quantifica la quantità di gas assorbita dal materiale.

Il prodotto di questi due fattori è la permeabilità. Questa, a sua volta, dipende da una serie di fattori come la temperatura e la pressione, o lo spessore e la superficie del materiale a contatto con il gas. Nel caso dei gas, contano sia le dimensioni delle molecole che la loro interazione con il materiale di tenuta. Le molecole piccole, come l'idrogeno, si diffondono più facilmente.

Conclusioni e prospettive

La permeazione sembra essere il fattore principale che influenza il funzionamento delle guarnizioni nelle applicazioni con idrogeno. I materiali che hanno dimostrato di essere resistenti alla decompressione con altri gas potrebbero non avere problemi con l'idrogeno, ma questo deve essere dimostrato. Angst+Pfister sta quindi pianificando ulteriori test con idrogeno puro e pressioni superiori a 150 bar. Allo stesso modo, i compound di Angst+Pfister con una durezza Shore di 70 saranno sottoposti a test di permeazione e tenuta per essere eventualmente utilizzati per applicazioni a pressione moderata. Allo stesso tempo, Angst+Pfister sta lavorando a progetti con i clienti per sviluppare nuove soluzioni di tenuta per applicazioni con idrogeno.