In un progetto che potrebbe essere un punto di svolta per la transizione energetica, i ricercatori dell’Università del Texas ad Austin stanno esplorando una serie di catalizzatori naturali per aiutare a produrre gas idrogeno da rocce ricche di ferro senza emettere anidride carbonica.
Se i ricercatori avranno successo, il progetto potrebbe dare il via a un nuovo tipo di industria dell’idrogeno: l’idrogeno geologico.
Un salto per l’industria dell’idrogeno
“Stiamo producendo idrogeno dalle rocce”, ha detto Toti Larson, professore associato di ricerca presso il Bureau of Economic Geology della Jackson School of Geosciences dell’UT e ricercatore principale del progetto. “È un tipo di produzione di idrogeno non derivato da combustibili fossili da rocce ricche di ferro che non è mai stato tentato su scala industriale”.
Il team di ricerca ha recentemente ricevuto un finanziamento di 1,7 milioni di dollari dal Dipartimento dell’Energia e sta collaborando con scienziati della School of Energy Resources dell’Università del Wyoming per esplorare la fattibilità di questo processo su diversi tipi di rocce negli Stati Uniti.
L’idrogeno è un importante protagonista nella transizione energetica perché non produce emissioni di gas CO2 quando viene bruciato come combustibile. Il suo unico sottoprodotto è l’acqua. Tuttavia, la maggior parte del gas idrogeno oggi è prodotta dal gas naturale in un processo che produce anche CO2.
La produzione di idrogeno geologico da rocce ricche di ferro offrirebbe un importante cambiamento nella transizione energetica a causa della sua bassa impronta di emissioni di carbonio, ha detto Larson.
“Se potessimo sostituire l’idrogeno che proviene dai combustibili fossili con l’idrogeno proveniente da rocce ricche di ferro, sarebbe una grande vittoria”, ha detto Larson.
Innovazioni nella produzione di idrogeno geologico
I catalizzatori che il team sta esplorando stimoleranno un processo geologico naturale chiamato “serpentinizzazione”. Durante la serpentinizzazione, le rocce ricche di ferro rilasciano idrogeno come sottoprodotto di reazioni chimiche.
La serpentinizzazione di solito si verifica ad alte temperature. Con catalizzatori naturali che includono nichel e altri elementi del gruppo del platino, il team sta lavorando per stimolare la produzione di idrogeno a temperature più basse e a profondità facilmente accessibili con la tecnologia odierna dove si trovano rocce ricche di ferro in tutto il mondo. Ciò significa che la produzione di idrogeno potenziata dai catalizzatori da rocce ricche di ferro ha il potenziale per aumentare significativamente la produzione di idrogeno a livello globale.
“Le accumulazioni naturali di idrogeno geologico vengono trovate in tutto il mondo, ma nella maggior parte dei casi sono piccole e non economiche, anche se le esplorazioni continuano”, ha detto Esti Ukar, professore associato di ricerca presso la Jackson School e collaboratore del progetto. “Se potessimo aiutare a generare volumi maggiori di idrogeno da queste rocce guidando reazioni che impiegherebbero diversi milioni di anni per avvenire in natura, penso che l’idrogeno geologico potrebbe davvero essere un punto di svolta”.
Ukar sta anche guidando il lavoro su un altro progetto di transizione energetica per sviluppare tecniche di estrazione mineraria prive di carbonio che immagazzinano CO2 come parte del processo di estrazione mineraria.
I ricercatori hanno già condotto test di successo su scala di laboratorio. Il finanziamento, proveniente dall’Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) del Dipartimento dell’Energia, sarà utilizzato per ampliare gli esperimenti e testare il processo su una vasta gamma di tipi di rocce ricche di ferro presenti in Nord America. Il team indagherà sull’uso dei catalizzatori su basalti del Midcontinent Rift in Iowa, formazioni di ferro a bande in Wyoming e rocce ultramafiche nel Midwest.
Questo progetto è uno dei diversi progetti di ricerca presso il Bureau of Economic Geology che indagano il ruolo del sottosuolo nella generazione e immagazzinamento di idrogeno come parte della transizione energetica.