Migliorare l'efficienza energetica nell'elettrolisi con gli elettrodi
Nell'elettrolisi dell'acqua, le molecole d'acqua (H₂O) vengono scisse in idrogeno (H₂) e ossigeno (O₂) utilizzando una corrente elettrica esterna. Il processo avviene in due semireazioni: evoluzione dell'idrogeno al catodo ed evoluzione dell'ossigeno all'anodo.
Queste reazioni richiedono un elevato consumo di energia e l’efficienza complessiva del sistema dipende dalla capacità di ridurre al minimo le perdite di energia, che si verificano anche a livello degli elettrodi a causa di sovrapotenziali, resistenza ohmica o catalisi inefficiente.
Per migliorare l'efficienza di queste reazioni sono necessari elettrodi con elevata attività catalitica, bassa resistenza e robusta durata nelle condizioni operative dell’elettrolisi alcalina dell’acqua. È qui che entrano in gioco le soluzioni De Nora.
Gli elettrodi De Nora sono riconosciuti per i loro rivestimenti proprietari, progettati per garantire prestazioni ottimali nei sistemi di elettrolisi alcalina.
Infatti, De Nora sfrutta materiali elettrocatalitici all'avanguardia per eseguire la reazione di evoluzione dell'ossigeno (OER) e la reazione di evoluzione dell'idrogeno (HER).
Questi materiali, solitamente una combinazione di metalli di transizione, metalli del gruppo del platino e metalli delle terre rare, riducono i sovrapotenziali, diminuendo così l'energia necessaria per guidare le reazioni.
Inoltre, il funzionamento in ambienti altamente corrosivi, come gli elettroliti alcalini, richiede elettrodi in grado di resistere al degrado nel tempo. I rivestimenti specializzati di De Nora aumentano la durata degli elettrodi, mantenendo la stabilità delle prestazioni durante il loro funzionamento prolungato.
Infine, il basso sovrapotenziale e l'elevata conduttività degli elettrodi De Nora si traducono in un consumo energetico ridotto, fondamentale per aumentare la produzione di idrogeno in modo economicamente sostenibile.
Il contributo degli elettrodi De Nora all'efficienza energetica nell'elettrolisi dell'acqua si articola su più livelli:
• Riduzione delle perdite energetiche grazie a materiali catalitici avanzati che riducono al minimo la tensione aggiuntiva richiesta oltre il potenziale termodinamico della scissione dell'acqua.
• Funzionamento a correnti più elevate senza perdita di efficienza, consentendo maggiori tassi di produzione di idrogeno per unità di superficie.
• Compatibilità con energie rinnovabili, come solare ed eolico, che consente un’integrazione fluida in sistemi a generazione intermittente.
Gli elettrodi De Nora sono già ampiamente adottati in settori ad alta intensità energetica, come l’industria del cloro-soda, dove contribuiscono a ridurre i costi operativi grazie al minor consumo di elettricità.
Inoltre, in linea con gli obiettivi globali di decarbonizzazione, la tecnologia De Nora supporta la produzione di idrogeno verde, derivato dall'elettrolisi dell'acqua alimentata da energia rinnovabile.
La tecnologia degli elettrodi sviluppata da De Nora rappresenta un significativo passo avanti nel miglioramento dell’efficienza energetica dell'elettrolisi dell'acqua.
De Nora si è posizionata come un fattore chiave per la produzione sostenibile di idrogeno, affrontando sfide fondamentali quali il sovrapotenziale, la durata e la compatibilità con vari tipi di elettrolizzatori.
Con la transizione mondiale verso un'economia basata sull'idrogeno, disporre di elettrodi efficienti e affidabili sarà essenziale. In questo scenario, il contributo di De Nora si conferma cruciale per accelerare il raggiungimento degli obiettivi energetici e climatici a livello mondiale.