Il progetto

Contesto

La transizione energetica in atto a livello nazionale ed europeo attribuisce all’idrogeno un ruolo strategico per la decarbonizzazione dei settori industriali ad alta intensità energetica e dei trasporti.

Attualmente, la principale tecnologia per la produzione di idrogeno verde è basata su elettrolizzatori alimentati da energia elettrica da fonti rinnovabili. Tuttavia, questa soluzione presenta limiti strutturali legati alla disponibilità di energia elettrica realmente rinnovabile: in Italia, oltre il 50% della produzione elettrica è ancora basata su fonti fossili .

In questo scenario, emerge la necessità di sviluppare tecnologie alternative e complementari, in grado di produrre idrogeno verde senza dipendere dal sistema elettrico e dalle sue fluttuazioni, sia energetiche che geopolitiche.

Razionale scientifico

SOLE-H2 si basa su un approccio diretto alla produzione di idrogeno, che utilizza la radiazione solare come unica fonte di energia per attivare la scissione dell’acqua (water splitting).

Il processo sfrutta materiali avanzati che svolgono funzioni integrate:

• fotosensibilizzatori, in grado di assorbire la luce solare

• catalizzatori, che promuovono la reazione di produzione di idrogeno

Questi materiali, di natura molecolare, supramolecolare, nanostrutturata o bioibrida, consentono di convertire direttamente l’energia solare in energia chimica, senza passare attraverso la produzione intermedia di elettricità .

L’approccio include anche sistemi foto(bio)elettrochimici, che permettono di utilizzare non solo acqua pura, ma anche reflui e biomasse, contribuendo alla valorizzazione di scarti e alla sostenibilità complessiva del processo .

Innovazione

L’elemento distintivo di SOLE-H2 è l’introduzione di una tecnologia alternativa e complementare agli elettrolizzatori, basata su un processo diretto, decentralizzato e scalabile.

Le principali innovazioni includono:

• produzione di idrogeno senza utilizzo di energia elettrica

• utilizzo di materiali abbondanti, a basso costo e privi di materie prime critiche

• sviluppo di nuovi materiali fotoattivi con prestazioni migliorate rispetto allo stato dell’arte

• integrazione in un unico sistema delle funzioni di assorbimento della luce e catalisi

• progettazione di dispositivi fotocatalitici e fotoelettrochimici innovativi

Il progetto mira alla realizzazione di un prototipo funzionante (TRL 4–5) per applicazioni locali e diffuse , aprendo la strada al trasferimento tecnologico e allo sviluppo industriale.

Nel suo complesso, SOLE-H2 non si pone in sostituzione delle tecnologie esistenti, ma ne amplia il potenziale, consentendo la produzione di idrogeno verde anche in contesti in cui l’approccio basato su elettricità non è praticabile.