Il MIT ha trovato un modo per abbassare la temperatura del cracking

Il processo MIT scende a 200-300 gradi, ma il confronto con gli impianti industriali sposta il numero sulla scala produttiva

Per liberare idrogeno dall’ammoniaca con il cracking convenzionale servono temperature superiori a 500 gradi Celsius: è la condizione per ottenere velocità di reazione e conversioni elevate. Un approccio elettrochimico raccontato in un articolo del MIT pubblicato il 9 settembre mostra che lo stesso risultato può arrivare a 200-300 gradi, usando l’elettricità al posto del solo calore. La strategia, secondo la pubblicazione, riduce la temperatura e l’energia necessarie per recuperare idrogeno dall’ammoniaca e da altri vettori, separando e concentrando il gas in un flusso ad alta purezza.

Il metodo non si limita all’ammoniaca. Nello studio, i ricercatori hanno mostrato che lo stesso approccio può deidrogenare il metilcicloesano, un liquido organico vettore di idrogeno. “Un potente nuovo modo” di ottenere un flusso puro di idrogeno dall’ammoniaca e da altri vettori: è la formula scelta da Curtis Berlinguette, professore di chimica e ingegneria chimica e biologica all’Università della British Columbia, per descrivere il metodo. La ricerca è stata finanziata dalla U.S. National Science Foundation.

Il paradosso dell’idrogeno: facile da produrre, difficile da muovere

Per capire perché questo salto termico conti, bisogna partire da un paradosso logistico: l’idrogeno è difficile da stoccare e trasportare. È per questo che molti esperti, come spiega un’analisi del Kleinman Center dell’Università della Pennsylvania, suggeriscono che l’ammoniaca sarà necessaria come vettore temporaneo per superare le sfide di stoccaggio e trasporto. Non è una scelta che nasce da preferenze tecnologiche: è un compromesso infrastrutturale, perché l’ammoniaca si muove molto più facilmente dell’idrogeno puro.

Ma il compromesso ha un prezzo, e quel prezzo sta tutto nel cracking. Il valore dell’ammoniaca come vettore di idrogeno dipende dal costo e dall’intensità energetica del processo che la riconverte in idrogeno al punto di utilizzo. Un processo che abbassa la barriera termica da oltre 500 a 200-300 gradi riduce la bolletta energetica di quel passaggio. È qui che la temperatura smette di essere un dettaglio termodinamico e diventa una voce di costo. Ecco perché il dato del MIT non è un dettaglio di laboratorio: tocca esattamente la variabile che decide se l’ammoniaca come vettore conviene o no.

Il peso degli incumbent comincia nel 1978

Se il principio fisico promette, il mercato ha già i suoi riferimenti operativi. E sono riferimenti vecchi. Topsoe ha rivendicato, in un approfondimento sul proprio sito, di possedere gli unici riferimenti operativi su larga scala per il cracking dell’ammoniaca. Il primo grande impianto dell’azienda risale al 1978; nel 1993 è stato commissionato quello che l’azienda definisce il più grande cracker di ammoniaca al mondo, con due linee parallele da 2.400 tonnellate metriche al giorno ciascuna, presso l’impianto di produzione di acqua pesante PIAP in Argentina.

I numeri danno la scala del confronto. Due linee da 2.400 tonnellate metriche al giorno ciascuna non sono un prototipo: sono un’infrastruttura industriale con più di tre decenni di storia. Il processo elettrochimico raccontato dal MIT, per quanto promettente sul piano termico, non riporta nella fonte una data di validazione su scala produttiva paragonabile. Non è una lacuna anomala: è la distanza normale tra una pubblicazione scientifica e un impianto che macina tonnellate ogni giorno.

Sul fronte del cracking decentralizzato, un progetto selezionato, di cui dà conto una pagina informativa di MHI, mira a sviluppare una tecnologia per la costruzione di una catena di fornitura di idrogeno usando l’ammoniaca come vettore: l’obiettivo è promuovere una tecnologia di cracking decentralizzata su scala media, vicino ai siti di domanda di idrogeno. Il progetto avanza sul cracking con vapore e gas di scarico, impiegando un catalizzatore a bassa temperatura, altamente attivo e durevole, sviluppato in modo indipendente e senza l’uso di metalli nobili, quelli tipicamente usati nei catalizzatori attivi a bassa temperatura convenzionali.

Il salto da 500 a 200 gradi non è solo un dettaglio tecnico: è la variabile che può spostare il punto di convenienza del cracking decentralizzato. Da qui in avanti, il numero da osservare non è la temperatura, ma la scala produttiva che il processo elettrochimico saprà raggiungere fuori dal laboratorio.