Michelin partner di una collaborazione tra ricerca e aziende per la produzione di idrogeno verde
Michelin, il CNRS, l’Università di Grenoble Alpes, l’INP di Grenoble – UGA e l’Università della Savoia Mont Blanc hanno lanciato la loro nuova partnership il 14 marzo 2025. In un periodo di quattro anni, i team di ricerca si impegneranno a sviluppare una tecnologia di produzione di idrogeno sostenibile utilizzando l’acqua. Il laboratorio congiunto è il terzo LabCom che mette in comune le competenze di Michelin e del CNRS e implementa tecnologie di produzione di idrogeno verde.
Al momento, dobbiamo ancora trovare un metodo per produrre idrogeno su larga scala e sostenibile. Per affrontare questa grande sfida, i team di ricerca del laboratorio congiunto Alcal’Hylab stanno collaborando per progettare materiali di nuova generazione in grado di aumentare la produzione di idrogeno verde utilizzando l’acqua, in modo sostenibile e a basse emissioni di carbonio e su scala industriale.
Attualmente, la maggior parte dell’idrogeno prodotto nel mondo è qualificato come grigio, in quanto generato da risorse fossili come il gas naturale. Sebbene questo tipo di idrogeno sia il meno costoso da produrre, è anche uno dei meno ecologici. Se combinata con l’idrogeno nero, ottenuto tramite gassificazione del carbone, la loro produzione genera oltre il 2% delle emissioni globali di anidride carbonica (CO2). Sebbene esistano alternative meno inquinanti, come l’idrogeno blu, che viene generato da combustibili fossili con la cattura delle emissioni di CO₂, non esiste ancora un metodo soddisfacente per produrre idrogeno in modo sostenibile in quantità industriali. Nonostante l’esistenza di diversi metodi di produzione per l’idrogeno verde che utilizzano energia solare ed eolica o idroelettrica, questo rappresenta attualmente meno del 5% della produzione globale totale.
Acqua: una strada promettente per la produzione di idrogeno
Esistono ora diversi metodi per produrre idrogeno verde utilizzando l’acqua. Il primo è l’elettrolisi dell’acqua alcalina, nota come AWE, che è stata scoperta per la prima volta oltre 200 anni fa. Questo processo produce idrogeno facendo circolare una corrente elettrica attraverso una soluzione di idrossido di potassio e acqua meno acida dell’acqua potabile, utilizzando catalizzatori composti da metalli non nobili come nichel, ferro o acciaio. Sebbene sia ampiamente utilizzata nell’industria, questa tecnologia non crea idrogeno ultra-puro ad alta velocità ed è difficile da abbinare alle energie rinnovabili.
Per superare questi ostacoli, negli ultimi decenni è stato sviluppato un nuovo tipo di elettrolizzatore ad acqua, che utilizza una membrana polimerica impermeabile ai gas (idrogeno e ossigeno): la tecnologia PEMWE. Sebbene ciò comporti una produzione di gas ultra-puro con una resa maggiore, questa tecnologia è tuttavia accompagnata da nuovi vincoli: un affidamento su metalli rari e nobili (platino, iridio e titanio) e la generazione di inquinanti legati alla membrana utilizzata, come il fluoro.
Sviluppo di materiali per elettrolizzatori di prossima generazione
Con il supporto del Michelin R&D Center di Clermont-Ferrand, i team di ricerca del Laboratorio di elettrochimica e fisica dei materiali e delle interfacce (CNRS/Università di Grenoble Alpes/INP di Grenoble – UGA/Università della Savoia Mont Blanc), sotto l’egida del ricercatore del CNRS, Frédéric Maillard, sperano di sviluppare una tecnologia di elettrolisi dell’acqua che combini il meglio di entrambi i mondi. L’obiettivo è di beneficiare sia dei vantaggi della tecnologia AWE (utilizzando metalli non nobili che abbondano nella crosta terrestre) sia di PEMWE (utilizzando una membrana polimerica per raggiungere elevate velocità di produzione di idrogeno, per pressurizzare i gas prodotti, con un’elevata purezza del gas e per accoppiare l’elettrolizzatore con energie rinnovabili).
Questa nuova tecnologia, chiamata Anion-Exchange Membrane Water Electrolyzer (AEMWE), richiederà lo sviluppo di nano-catalizzatori che comprendono metalli che abbondano nella crosta terrestre, tra cui il nichel, e una membrana polimerica a scambio anionico più rispettosa dell’ambiente.
La creazione di AlcalHylab, il decimo laboratorio di ricerca congiunto tra Michelin e il CNRS, è un’altra dimostrazione della fiducia reciproca tra le nostre due istituzioni. Questo lavoro, che coinvolge anche i nostri partner accademici (Università di Grenoble Alpes, Grenoble INP – UGA e Università della Savoia Mont Blanc), contribuirà a consolidare la nostra partnership a lungo termine e il nostro interesse comune nell’affinare la nostra competenza nella tecnologia dell’idrogeno
Jacques Maddaluno, Direttore di Chimica del CNRS, ha affermato: “La creazione di AlcalHylab, il decimo laboratorio di ricerca congiunto tra Michelin e CNRS, è un’altra dimostrazione della fiducia reciproca tra le nostre due istituzioni. Questo lavoro, che coinvolge anche i nostri partner accademici (Università di Grenoble Alpes, Grenoble INP – UGA e Università della Savoia Mont Blanc), contribuirà a consolidare la nostra partnership a lungo termine e il nostro interesse comune nell’affinare la nostra competenza nella tecnologia dell’idrogeno.”
Christophe Moriceau, vice presidente per la ricerca avanzata per il gruppo Michelin, ha aggiunto: “Il gruppo Michelin ha mostrato interesse per l’idrogeno per oltre 20 anni, riconoscendone il potenziale per la riduzione delle emissioni di CO2 e per la transizione energetica, nella mobilità e anche per la riduzione della dipendenza dal carbonio in diversi settori industriali. Questo nuovo laboratorio congiunto con il CNRS, l’Università di Grenoble Alpes, l’INP di Grenoble – UGA e l’Università della Savoia Mont Blanc, il terzo dedicato specificamente alla ricerca sull’idrogeno, migliorerà la nostra conoscenza dei processi e dei materiali che consentiranno alla sua produzione su larga scala di essere meno dipendente dal carbonio in futuro.”
Yassine Lakhnech, Presidente dell’Università di Grenoble Alpes, ha affermato: “Questa partnership illustra la forza del nostro ecosistema scientifico ed economico, mobilitando ricercatori e industriali per accelerare l’innovazione e i trasferimenti di tecnologie. Insieme, stiamo affermando il nostro impegno per una società più sostenibile e un’industria a basse emissioni di carbonio. Con oltre 80 laboratori congiunti attualmente operativi, tra cui la Grenoble Alpes University e partner industriali, e in qualità di leader europeo in termini di registrazioni di brevetti, l’UGA è un’università pioniera in termini di innovazione, impegnata nella trasformazione digitale ed ecologica, nonché nella sovranità europea.”
Vivien Quéma, Amministratore generale di Grenoble INP – UGA: “Attore storico fondato da e per le aziende, Grenoble INP – UGA è lieta della creazione di questo laboratorio congiunto, un forte simbolo della collaborazione pubblico-privato e una leva strategica per l’innovazione. Impegnata in ampie transizioni, in particolare come operatore dell’Istituto Carnot Energies du Futur, l’istituzione svolge un ruolo centrale in questo progetto sull’idrogeno, con il 40% dei dipendenti pubblici provenienti dai suoi ranghi. Questa iniziativa consolida la collaborazione di lunga data tra Grenoble INP – UGA e Michelin, combinando formazione, ricerca e innovazione per offrire programmi di vasta portata e di impatto, sia a livello locale che internazionale.”
Philippe Briand, Presidente dell’Università Savoie Mont Blanc: “Affrontare le sfide della transizione energetica è uno dei tre pilastri fondamentali che definiscono la ricerca presso l’Università Savoie Mont Blanc (USMB). Siamo quindi ansiosi di essere coinvolti in questa collaborazione multi-stakeholder, che ha portato alla creazione di Alcal’HyLab. Questa iniziativa illustra perfettamente la sinergia tra ricerca accademica e industria al servizio delle nostre regioni. Insieme ai nostri partner, supportiamo le attività del Laboratorio di elettrochimica e fisica dei materiali e delle interfacce (LEPMI) per lo sviluppo di materiali di nuova generazione da utilizzare negli elettrolizzatori AEMWE. Questo progetto strategico rafforza il nostro impegno per l’innovazione per una produzione di idrogeno più sostenibile e competitiva.”