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Si punta alla riduzione del consumo specifico di energia da 48,6 kWh (https://hyter.it/elettrolizzatori-aemwe/piccola-taglia/) a 46,5 kWh per kg di idrogeno prodotto, ad aumentare la densità di corrente operativa del 50% e a innalzare la temperatura di esercizio di 10 °C, per ridurre il costo per kg e aumentare l’efficienza del processo. Per estendere il range di lavoro dell’elettrolizzatore dal punto di vista del carico elettrico, si lavorerà sulla riduzione del crossover (ossia il passaggio indesiderato di idrogeno nel comparto anodico) ai bassi carichi elettrici (condizione più gravosa per il fenomeno del crossover) con l’obiettivo di portare il carico di lavoro minimo dal 60% al 30%. Ad oggi, per la tecnologia AEMWE, i concorrenti non dichiarano un valore di carico minimo di lavoro così basso (vedi, per riferimento, Enapter, che dichiara minimo 60% per singolo elettrolizzatore: https://www.enapter.com/it/f-a-q/). Questa estensione comporta anche una riduzione del consumo specifico (cioè energia impiegata per produrre una unità di massa di idrogeno), riducendo la portata di idrogeno “persa” nel flusso di ossigeno e consentendo un uso più efficiente con fonti rinnovabili intermittenti, come il fotovoltaico. Estensione della vita utile degli elettrolizzatori e/o dei loro componenti. Lo sviluppo di una nuova formulazione di membrana polimerica con maggiore stabilità chimica e meccanica, più alta conducibilità ionica e minore permeabilità al gas (crossover) porterà ad aumentare l’efficienza, ma anche a prolungare la durata operativa del sistema, garantendo prestazioni stabili nel tempo. Inoltre, saranno testati nuovi componenti e materiali meccanici, progettati anche tramite simulazioni FEM, CFD ed elettrochimiche, per ridurre il degrado e migliorare la robustezza della cella elettrolitica. Ottimizzazione dei processi produttivi dei componenti della filiera quali produzione dello ionomero e fabbricazione per le membrane a scambio anionico, elemento oggi critico per la scalabilità; ottimizzazione della sintesi dell’elettrocatalizzatore anodico e miglioramento del processo di produzione dell’elettrocatalizzastore catodico, con un focus sulla riduzione della quantità di platino impiegata; sviluppo e test di componenti innovativi per la cella elettrolitica, ottimizzando il design fluidodinamico e meccanico attraverso strumenti di simulazione avanzata. Riduzione dell’impatto ambientale dell‘elettrolizzatore lungo tutto il ciclo di vita. Uso di materiali ad alto impatto ambientale verranno sostituiti con alternative più sicure e sostenibili, riducendo il rischio associato a sostanze potenzialmente cancerogene, persistenti o difficili da smaltire: nuove membrane polimeriche prive di fluoro e ottenute tramite processi fotopolimerici senza solventi organici; catalizzatori a basso contenuto di platino, utilizzando metalli non critici; materiali strutturali e plastici resistenti chimicamente e meccanicamente e con bassa permeabilità all’idrogeno, per aumentare la durabilità, ridurre i rifiuti e migliorare la sicurezza operativa.