SOLE-H2

Produzione di idrogeno clean e green da radiazione solare

Progetto di ricerca finanziato dall’Unione europea – NextGenerationEU e dal Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica (MASE), nell’ambito del PNRR, programmi di ricerca per l’idrogeno verde.

Avvio: febbraio 2025 – Termine: giugno 2026

Descrizione sintetica e obiettivo del progetto

SOLE-H2 sviluppa un approccio innovativo per la produzione di idrogeno verde basato sull’utilizzo diretto della radiazione solare come unica fonte di energia.

A differenza delle tecnologie convenzionali, che prevedono un doppio passaggio (produzione di elettricità da fonti rinnovabili seguita da elettrolisi), SOLE-H2 mira a realizzare un processo diretto, più semplice ed efficiente.

Perché è necessario un nuovo approccio

L’idrogeno è considerato una delle principali soluzioni per la transizione energetica. Tuttavia, i processi attualmente utilizzati sono realmente sostenibili solo se alimentati da energia elettrica interamente rinnovabile.

Oggi, il mix energetico in Italia e in Europa è ancora lontano da questo obiettivo, rendendo necessario lo sviluppo di tecnologie alternative realmente “green by design”.

La soluzione proposta

SOLE-H2 utilizza materiali a basso costo, abbondanti e privi di materie prime critiche, di natura molecolare e supramolecolare (organica, inorganica o ibrida), per convertire direttamente l’energia solare in idrogeno.

Il processo si basa su:

• fotolisi dell’acqua (water splitting) per la produzione di idrogeno

• approcci bioibridi per la valorizzazione di rifiuti, come:

  • acque reflue

  • biomasse lignocellulosiche

Vantaggi principali

• Eliminazione del doppio passaggio elettricità + elettrolizzatore

• Utilizzo esclusivo di luce solare e acqua

• Materiali sostenibili e non critici

• Riduzione dei costi di produzione

• Elevata scalabilità

Un sistema diffuso e decentralizzato

L’approccio sviluppato in SOLE-H2 consente la realizzazione di sistemi:

• decentralizzati

• modulari

• scalabili, da piccola a media dimensione

Applicazioni possibili:

• aziende agricole

• piccoli centri abitati

• strutture sanitarie

• trasporto locale a idrogeno

Applicazioni in condizioni critiche

Il sistema può essere utilizzato anche in situazioni in cui l’energia elettrica non è disponibile, come:

• blackout

• emergenze

• eventi naturali (terremoti, alluvioni)

In questi contesti, la produzione di idrogeno può avvenire utilizzando esclusivamente luce solare e acqua.

Perché l’idrogeno è un vettore energetico strategico

L’idrogeno rappresenta uno dei vettori energetici più promettenti per la transizione verso sistemi a basse emissioni di carbonio. Il suo utilizzo come combustibile consente di produrre energia senza emissioni dirette di CO₂, generando come unico sottoprodotto acqua.

Inoltre, l’idrogeno offre diversi vantaggi:

• Versatilità d’uso, in ambito industriale, nei trasporti e nella produzione di energia

• Elevata densità energetica per unità di massa

• Possibilità di accumulo e stoccaggio dell’energia, contribuendo a bilanciare la produzione da fonti rinnovabili intermittenti

• Integrazione nei sistemi energetici esistenti, anche in combinazione con altre tecnologie

Per queste caratteristiche, l’idrogeno è considerato un elemento chiave per la decarbonizzazione della società, in particolare dei settori difficilmente elettrificabili e per lo sviluppo di sistemi energetici sostenibili e resilienti.

Impatto

SOLE-H2 contribuisce allo sviluppo di nuove conoscenze e tecnologie per la produzione di idrogeno verde, introducendo un approccio diretto basato sull’utilizzo della radiazione solare che affianca e integra le tecnologie convenzionali basate su elettrolisi alimentata da energia elettrica rinnovabile.

Nel contesto degli obiettivi nazionali ed europei per la transizione energetica, che prevedono una crescita significativa della produzione di idrogeno rinnovabile entro il 2030, SOLE-H2 risponde alla necessità di affiancare alle tecnologie esistenti soluzioni alternative, in grado di ridurre la dipendenza dalla disponibilità di energia elettrica verde e di favorire una produzione più diffusa e accessibile.

Il progetto genera nuove conoscenze applicabili nello sviluppo di materiali fotoattivi innovativi, processi sostenibili e sistemi integrati per la produzione di combustibili solari, con ricadute potenziali non solo nella filiera dell’idrogeno, ma anche in ambiti correlati come la riduzione della CO₂ e la sintesi di ammoniaca verde.

SOLE-H2 copre un ampio spettro di sviluppo tecnologico, dalla ricerca di base fino alla realizzazione di prototipi trasferibili, con un potenziale diretto di applicazione industriale in diversi settori: produzione locale di idrogeno, industria chimica, settore agricolo e fertilizzanti, nonché applicazioni in contesti decentralizzati o non elettrificati.

L’approccio proposto consente inoltre di abilitare nuovi modelli energetici basati su sistemi modulari, decentralizzati e scalabili, con impatti positivi in termini di sostenibilità, resilienza e accesso all’energia, anche in situazioni critiche o emergenziali.