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Green Hydrogen on Demand – Analisi e valutazione di un sistema per la produzione di idrogeno mediante reazione metallo-acqua e rigenerazione degli ossidi metallici.

Riferimenti ALESSANDRO CIOCIA, FILIPPO SPERTINO

Descrizione Fase 1 – Produzione di H2
In determinate condizioni variabili da elemento a elemento, alcuni dei metalli esistenti in natura reagiscono con l’acqua producendo ossido metallico/idrossido e idrogeno. L’idrogeno prodotto può essere sfruttato per combustione/produzione di energia elettrica.
Questo comportamento è legato alla tendenza a perdere elettroni di alcuni metalli. Alcuni esempi di reazioni vigorose tra metalli e acqua sono quelli tra Sodio e acqua e tra Potassio e acqua.
I punti di attenzione per la reazione metallo acqua sono i seguenti:
1. Condizioni di reazione  Apparecchiatura di reazione
2. Presenza dello strato di ossido  Questo influenza negativamente la reazione
3. Superficie di reazione del metallo base  La nano-polvere di alluminio reagisce anche in condizioni standard
4. Costo/Disponibilità del metallo base
La capacità di produrre idrogeno senza produrre CO2 rende interessante questa reazione chimica e richiede ulteriori approfondimenti con l’obiettivo di realizzare un dimostratore in laboratorio.
Fase 2 – Recupero degli ossidi metallici
Raffinare gli ossidi metallici e rigenerare il metallo puro dà la possibilità di effettuare nuova produzione di idrogeno senza dover utilizzare nuovo metallo. Questo renderebbe il sistema “rinnovabile”.
Questa reazione richiede, in generale, elevate quantità di energia dovendo nella maggior parte dei casi ricorrere all’elettrolisi degli ossidi. Questo viene effettuato ad elevatissime temperature.
Tuttavia, per alcuni metalli c’è la possibilità di effettuare reazioni di elettrolisi sfruttando la solubilità degli ossidi metallici utilizzando determinate soluzioni chimiche.
Questa reazione può essere riprodotta e valutata in laboratorio.
Un esempio è lo Zinco. Lo Zinco è un elemento presente in abbondanza in natura ed a basso costo.
Obiettivi della/e tesi:
1. Valutare i metalli più adeguati a produrre idrogeno (anche attraverso letteratura)
2. Valutare le condizioni di reazione dei metalli più adeguati
3. Valutare la reazione/le reazioni di elettrolisi degli ossidi di zinco per raffinare il metallo puro
4. Valutare se c’è la possibilità di effettuare la stessa reazione per altri metalli che possono nella Fase 1 produrre idrogeno in condizione competitive rispetto ad altri
5. Valutazione energetica del ciclo completo – Fase 1 + Fase 2


Scadenza validita proposta 20/06/2023      PROPONI LA TUA CANDIDATURA




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