Producendo solo elettricità, acqua e calore come sottoprodotto, le celle a combustibile sono la chiave per un futuro energetico sostenibile. Tuttavia, i costi, le infrastrutture e la mancanza di strategie di riciclo sia per i materiali che per i componenti delle fuel cell costituiscono un grosso ostacolo per una più ampia diffusione della tecnologia.
A questo proposito si inserisce il progetto europeo HYTECHCYCLING, pensato proprio per ridurre l’uso di materie prime essenziali, costose e scarse (come il platino, ad esempio) nella produzione di idrogeno e nelle tecnologie delle celle a combustibile, promuovendo strategie di riciclaggio.
Il team del progetto ha studiato le tecnologie di riciclo e smantellamento esistenti e nuove. Ha esaminato i materiali utilizzati in quattro diverse tecnologie di produzione di idrogeno e di celle a combustibile. Questi includevano l’elettrolisi dell’acqua alcalina, l’elettrolisi con membrana a scambio protonico (PEM), le celle a combustibile a ossido solido (SOFC) e le celle a combustibile PEM. I materiali sono stati valutati in termini di costi, metodologia di criticità CE e il loro impatto sulla salute umana. E i risultati degli studi hanno incoraggiato l’uso di catalizzatori privi di materie prime essenziali.
“Le celle a combustibile basate interamente su materiali ceramici al posto di quelle che utilizzano convenzionalmente il nichel nell’anodo – spiega Alfonso Bernad, coordinatore del progetto – sono una possibile alternativa migliore nelle pile SOFC. Inoltre, i catalizzatori con strutture a guscio unico nel suo genere possono ridurre la quantità totale di platino nelle pile PEM”.
I partner del progetto hanno esplorato anche tecnologie di riciclaggio adeguate per recuperare più di un materiale alla volta.
Prendiamo ad esempio la dissoluzione elettrochimica selettiva, una tecnica che ha permesso il recupero del platino e del suo supporto in carbonio. Attraverso una revisione sistematica della letteratura, i ricercatori hanno analizzato i limiti, gli ostacoli e le sfide che le tecnologie delle celle a combustibile possono incontrare durante il loro ciclo di vita. Hanno anche mappato le tecnologie di riciclo all’avanguardia utilizzate per il trattamento delle fuel cell a fine vita. Inoltre, hanno condotto una valutazione del ciclo di vita per determinare l’impatto ambientale delle quattro tecnologie dell’idrogeno e delle celle a combustibile, a partire dalla lavorazione delle materie prime fino allo smantellamento e al riciclaggio. Tutte queste informazioni sono state raccolte in esaurienti documenti di riferimento, che spianeranno la strada alle future attività di dimostrazione tecnologica sul campo, ma potrà anche dare forma a future regolamentazioni, codici e norme.
“C’è ancora un lungo cammino – conclude Bernad – verso il raggiungimento di un modello di economia circolare nella produzione di idrogeno e nelle tecnologie delle fuel cell. Partendo dall’individuazione di questioni importanti come la sostituzione di materie prime essenziali e alcune tecnologie di riciclo e smantellamento, HyTechCycling ha posto le basi per ulteriori ricerche”.
