L’idrogeno verde era un tempo considerato una soluzione decisiva per decarbonizzare settori difficili da abbattere, come il trasporto marittimo e la produzione di acciaio. Dopo anni di tentativi di commercializzazione rimasti in stallo, la tecnologia sta vivendo una ripresa, trainata da una serie di progressi scientifici e da un rinnovato interesse per le alternative ai combustibili fossili nel quadro della crisi globale di petrolio e gas innescata dalla guerra degli Stati Uniti e di Israele in Iran.

L’idrogeno è ampiamente utilizzato nei processi industriali e può essere combusto ad alte temperature in modo simile al gas naturale, all’olio combustibile pesante o al carbone termico, emettendo soltanto vapore acqueo. Tuttavia, le sue credenziali ambientali dipendono interamente dal modo in cui viene prodotto. La maggior parte dell’idrogeno attualmente utilizzato nelle applicazioni industriali è classificata come idrogeno grigio, prodotto utilizzando combustibili fossili. L’idrogeno verde, al contrario, è prodotto con fonti di energia rinnovabile — ma presenta una serie di limiti propri.

Un rapporto del 2022 dell’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA) ha messo in guardia contro l’"uso indiscriminato dell’idrogeno", invitando i responsabili politici a valutare attentamente le priorità. Il rapporto avvertiva che una diffusione estesa dell’idrogeno verde "may not be in line with the requirements of a decarbonised world" perché "requires dedicated renewable energy that could be used for other end uses." Inoltre, la produzione di idrogeno verde si è spesso rivelata troppo costosa per rappresentare un sostituto praticabile dei combustibili fossili.

Recenti scoperte, tuttavia, hanno aperto nuove strade per la generazione di idrogeno che potrebbero ridefinire l’economia e l’efficienza dell’idrogeno verde. Ricercatori della UCLA Samueli School of Engineering e della Ewha Womans University in Corea del Sud hanno sviluppato un metodo per convertire i rifiuti plastici in idrogeno puro attraverso un processo noto come Alkaline Thermal Treatment (ATT).

L’approccio affronta simultaneamente due crisi ambientali convergenti. La produzione globale di plastica supera i 400 milioni di tonnellate l’anno, ma l’OCSE stima che solo circa il 9 percento dei rifiuti plastici sia mai stato riciclato, mentre il resto si accumula in discariche, inceneritori e ambienti naturali. Convertire direttamente questo flusso persistente di rifiuti in combustibile a idrogeno offre un duplice beneficio che la produzione convenzionale di idrogeno verde, basata su elettricità rinnovabile dedicata, non offre.

In modo significativo, la tecnica può produrre idrogeno ad alta purezza da materiali riciclabili senza richiedere una selezione preventiva delle plastiche. Utilizzando un singolo reattore, il metodo trasforma alcune delle plastiche più comuni e difficili da riciclare — polietilene tereftalato (PET), polietilene (PE) e polipropilene (PP) — in combustibile a idrogeno tramite un innesco termico, con zero emissioni di carbonio. I risultati della ricerca sono stati pubblicati questo mese sulla rivista scientifica PNAS.

"We are solving two urgent global problems at the same time," ha dichiarato Ah-Hyung "Alissa" Park, professoressa di ingegneria chimica e biomolecolare alla UCLA e co-autrice corrispondente dello studio, a Interesting Engineering. "Plastic waste is accumulating at alarming rates, and clean hydrogen is essential for decarbonizing energy. This technology tackles both of these challenges in a creative and scalable way."

La scoperta della UCLA è l’ultima in un campo di ricerca in crescita dedicato alla conversione dei prodotti di scarto in idrogeno pulito. All’inizio di quest’anno, un team di ricerca in Cina ha convertito con successo in idrogeno zuccheri derivati da scarti agricoli, come gli steli di grano. Quel metodo riduce in modo significativo i costi di produzione rispetto ai processi standard per l’idrogeno verde, arrivando a circa $1.54 per chilogrammo (circa $0.70 per libbra) — un livello di prezzo che lo rende competitivo con l’idrogeno grigio e che si avvicina all’obiettivo Hydrogen Shot del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti di $1 per chilogrammo entro un decennio.

Questa ondata di innovazione segue un periodo prolungato in cui l’idrogeno verde sembrava perdere slancio. Nel 2023, meno del dieci percento dei progetti di idrogeno verde pianificati è stato completato. Uno studio che ha monitorato 190 progetti nell’arco di tre anni ha individuato "a wide 2023 implementation gap with only 7% of global capacity announcements finished on schedule."

Da allora, l’interesse per la ricerca sull’idrogeno verde è rimbalzato, poiché la sua importanza strategica per la sicurezza energetica è diventata sempre più evidente sullo sfondo di un’estrema volatilità dei mercati petroliferi. Cina, Europa e Stati Uniti stanno tutti intensificando gli sforzi per accelerare gli investimenti nell’idrogeno — anche attraverso il credito d’imposta per la produzione di idrogeno pulito previsto dall’U.S. Inflation Reduction Act e i meccanismi d’asta della EU Hydrogen Bank — e la rinnovata attenzione sta iniziando a produrre risultati concreti.