Una collaborazione internazionale per lo sviluppo di tecnologie per il recupero di materie prime critiche dalle tecnologie dell’idrogeno

Risultati promettenti per il progetto BEST4HY EU H2020, dopo circa un anno dal suo lancio. Il consorzio continua le sue attività di ricerca sullo sviluppo e la validazione dei processi di riciclo esistenti e nuovi, sia per le celle a combustibile PEM (membrana a scambio protonico) che SOC (celle a ossido solido), con un’ampia approvazione anche da parte di alcune organizzazioni che hanno aderito al Comitato Scientifico definitivo del BEST4HY nel corso dell’estate.

Più in dettaglio, le attività di validazione delle tecnologie esistenti e nuove per il riciclo delle PEM, condotte da Hensel Recycling, sono progredite con l’ottimizzazione dello smantellamento delle PEM attraverso 5 diversi test meccanici. La procedura di smontaggio ideale è stata individuata con successo e ha dato risultati soddisfacenti. Analogamente, un trattamento idrometallurgico è stato eseguito da IDO-Lab per il recupero di Pt da celle a combustibile PEM fornite da EKPO. Ci sono stati buoni progressi anche sull’estrazione ionomerica con dissoluzione alcolica, per la quale è stato coinvolto un consulente del consorzio BEST4Hy. Per quanto riguarda le nuove tecnologie di smantellamento dei MEA (assemblaggio di elettrodi a membrana), il CEA ha ottenuto risultati promettenti dai suoi esperimenti sul processo in fase gassosa con solvente riutilizzabile attraverso lo strato di diffusione del gas (GDL) ad alta pressione per raggiungere la membrana. I risultati rivelano che è possibile utilizzare sia la fase liquida che quella a vapore, ma finora la migliore efficienza è stata raggiunta da una soluzione di etanolo in fase liquida. Inoltre, CEA presenta il suo nuovo ambito di attività sulla elettrolisciviazione ed elettrodeposizione per recuperare il Pt metallico, sulla base di un processo brevettato proposto dallo stesso CEA. Ciò consente il recupero di Pt senza l’uso di solventi organici né acidi; il processo è privo di emissioni di gas tossici ed è molto conveniente in quanto opera in un solo passaggio. CEA sta anche testando diversi tipi di catalizzatori (Pt/C) di sintesi basati sui sali di Pt sintetizzati da MEA invecchiati. Sulla base del risultato della caratterizzazione dei sali e del catalizzatore Pt da parte del CEA, nei prossimi mesi sarà possibile selezionare la sintesi del catalizzatore da ottimizzare per produrre dei MEA secondo il progetto della EKPO.

Per quanto riguarda la selezione delle tecnologie esistenti per il recupero di SOC, POLITO ha concluso la sua prima fase di attività di laboratorio riguardante il processo di ottimizzazione per il recupero di Ni da Ni-YSZ composito da scarti e celle a fine vita forniti da Elcogen. Nello specifico, sono state individuate e ottimizzate 5 fasi per le celle a fine vita: distacco catodico, macinatura dei componenti anodici ed estrazione della polvere di Ni-YSZ e successivo trattamento idrotermico insieme all’estrazione selettiva di Ni attraverso una soluzione acquosa HNO3 eseguita in un lotto. In preparazione della fase successiva della progettazione e della costruzione dell’impianto pilota, sono in corso la caratterizzazione e i test di qualità sulla polvere YSZ recuperata dal processo di riciclo su scala di laboratorio, nonché una definizione preliminare delle celle e degli scarti di lavorazione, avendo presente l’obiettivo finale del progetto BEST4Hy di almeno 30% in termini di peso del materiale riciclato (YSZ) per la produzione di nuove celle.

Con l’avanzamento delle attività di ricerca appena menzionate, le tabelle di inventario per le analisi LCA (valutazione del ciclo di vita) e LCC (costi del ciclo di vita) sono in fase di completamento da parte dell’Università di Lubiana. Fino a ora, l’analisi e l’avvio del modello di produzione LCA per entrambi i tipi di celle a combustibile, così come gli inventari delle tecnologie esistenti per il fine vita per il recupero delle materie prime critiche, stanno procedendo. I prossimi passi previsti riguardano il calcolo del profilo ambientale delle nuove tecnologie per il fine vita. Inoltre, un seminario LCA/LCC dedicato è previsto per giugno in collaborazione con il Clean Hydrogen Partnership, JRC e altri progetti sinergici quali eGHOST e SH2E.

A questo punto del progetto, sta iniziando una nuova attività rilevante sugli aspetti normativi, la standardizzazione e l’analisi strategica per l’innalzamento del livello di riciclo e lo smantellamento delle tecnologie FCH (celle combustibile a idrogeno). RINA e ENVIPARK, che sono coinvolti in questi progetti, presentano la prima fase della valutazione normativa UE/Extra-UE relativa a come trattare i materiali rari e non rari a fine vita a partire dai risultati del progetto Hytechcycling, al quale BEST4Hy partecipa. Infine, ENVIPARK offre una panoramica del piano di comunicazione e divulgazione definito nei mesi scorsi e mette in evidenza alcune interessanti attività progettuali che hanno dato visibilità a BEST4Hy, come il premio per la “Best Success Story” all’European Hydrogen Week 2021 e il primo seminario sul progetto dedicato agli interlocutori italiani organizzato a febbraio. Importanti attività di divulgazione previste per l’anno prossimo sono la partecipazione a importanti conferenze internazionali, la produzione di articoli scientifici e la realizzazione del bollettino ufficiale di BEST4Hy per mantenere informati gli interessati circa i risultati del progetto, seminari e opportunità di coinvolgimento per i vari interlocutori.