HYScale è un progetto europeo multinazionale, interdisciplinare e orientato all’industria, il cui obiettivo principale è migliorare la tecnologia degli elettrolizzatori per la produzione di idrogeno verde. Il progetto punta a ottimizzare e scalare la sintesi dei materiali e la produzione dei componenti, in particolare membrane, ionomeri, elettrodi e strati di trasporto porosi. L’obiettivo finale è integrare lo stack in un sistema elettrolizzatore funzionale e validarlo in un contesto industriale rilevante
Lo scorso settembre il progetto HYScale, finanziato dall’UE, ha annunciato una serie di innovazioni tecnologiche che avvicinano in modo decisivo la produzione di idrogeno verde su scala industriale a costi competitivi. HYScale è un progetto europeo multinazionale, interdisciplinare e orientato all’industria. Il suo obiettivo principale è migliorare la tecnologia degli elettrolizzatori per la produzione di idrogeno verde. Il progetto punta a ottimizzare e scalare la sintesi dei materiali e la produzione dei componenti, in particolare membrane, ionomeri, elettrodi e strati di trasporto porosi. L’obiettivo finale è integrare lo stack in un sistema elettrolizzatore funzionale e validarlo in un contesto industriale rilevante (TRL5).
Il ruolo chiave delle membrane nella scalabilità
Al centro di ogni sistema di elettrolisi dell’acqua a bassa temperatura c’è la membrana, una componente chiave per efficienza, sicurezza e scalabilità. Il coordinatore di HYScale, Cutting‑Edge Nanomaterials GmbH (CENmat), ha scalato con successo la sintesi e la produzione delle sue membrane a scambio anionico (AEM) AionFLX™. Il nuovo processo riduce drasticamente la permeabilità all’idrogeno, superando un limite storico delle AEM. Consente, inoltre, lotti di dimensioni sufficienti per uno stack da 100 kW, eliminando la fornitura di membrane come vincolo alla scalabilità. Siamo usciti dalla dimensione laboratorio: le membrane non sono più il collo di bottiglia. Questa scalabilità apre la strada a sistemi multi-kilowatt e presto multi-megawatt.
Grazie ai progressi sulle membrane, i partner di HYScale hanno realizzato substrati rivestiti di catalizzatore (CCS) privi di materie prime critiche, su larga area, sia per anodo che per catodo. In questo modo, tutti i materiali principali dello stack sono disponibili su scala industriale e rispettino stringenti obiettivi prestazionali. Per verificarne la funzionalità reale, i ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) hanno progettato, costruito e testato uno stack AEM da 6 kW utilizzando le nuove membrane e i CCS. Lo stack ha dimostrato un funzionamento stabile in un’ampia gamma di temperature e densità di corrente, prova che i materiali di HYScale possono essere combinati in assemblaggi membrana-elettrodo (MEA) robusti e pronti per l’applicazione.
Completato il progetto del dimostratore da 100 kW
Sfruttando i dati raccolti, il Centro Aerospaziale Tedesco (DLR) ha finalizzato il progetto digitale di uno stack dimostrativo HYScale da 100 kW. Il modello, che definisce dimensionamento e scelta dei materiali, fornisce una solida base per la costruzione fisica e apre la strada al Livello di Maturità Tecnologica 5 (TRL5). HYScale è in una posizione unica per offrire soluzioni scalabili e producibili in serie per l’idrogeno verde. Non ci concentriamo solo sui materiali migliori, ma sul farli funzionare in ambienti produttivi reali.
Dai componenti ai sistemi completi
Nel loro insieme, questi risultati tracciano un percorso chiaro:
- Innovazione nei materiali: membrane AionFLX™ su scala industriale e CCS privi di materie prime critiche.
- Validazione del modulo: stack da 6 kW che dimostra affidabilità anche fuori dal laboratorio.
- Ingegneria di sistema: progetto digitale pronto per un dimostratore da 100 kW.
L’approccio integrato di HYScale accelera la transizione europea verso un idrogeno verde a basso costo, sostenendo gli obiettivi climatici ed energetici dell’UE. A guidare il progetto è un consorzio, coordinato da Cutting-Edge Nanomaterials (CENmat), che riunisce altri otto partner provenienti da sette paesi UE. Tra questi, quattro rinomati centri di ricerca europei specializzati nell’idrogeno: il Centro Aerospaziale Tedesco (DLR), il Consiglio Nazionale delle Ricerche Italiano (CNR), la Commissione francese per l’energia atomica e le energie alternative (CEA) e l’Università di Lubiana. A questi si aggiungono cinque partner industriali: la stessa CENmat, l’azienda elettrica greca PPC (il maggiore produttore di energia dell’Europa sud-orientale), HyGear, Meta Group e Bekaert. Una varietà e diversità delle competenze che garantisce un perseguimento efficace e mirato degli obiettivi del progetto.
