Torino ha ospitato l’ultimo meeting del progetto BEST4Hy, organizzato lo scorso giugno presso le sale di Environment Park, capofila di progetto. Il partenariato si è riunito per discutere gli ultimi risultati di ricerca prima dell’estate e pianificare le prossime attività, alla luce dei promettenti risultati di metà progetto e al percorso, ormai avviato, per l’ottimizzazione delle tecnologie di recupero e riciclaggio dei materiali dalle celle a combustibile FCH a fine vita.
Proseguono i test per le tecnologie PEM: Hensel Recycling è nella fase conclusiva per la completa ottimizzazione del processo di smantellamento meccanico delle PEMFC da un lato e, dall’altro, si sta focalizzando sul trattamento idrometallurgico (HTM) per il recupero di platino (Pt), di cui ha migliorato la resa fino al 93%, superando l’obiettivo prefissato del 90%. Sono in corso anche i test per il recupero dello ionomero, condotto da IDO-Lab attraverso l’analisi di campioni trattati in soluzione alcolica in contenitori a pressione e alla temperatura di 120°C. Un primo schema del prototipo a TRL5 è stato altresì sviluppato: il sistema separerà la soluzione ionomerica dall’impasto di Pt, che verrà poi recuperato tramite l’utilizzo di una centrifuga e sottoposto a test di purezza per il riutilizzo successivo.
Arrivano anche i primi risultati ottenuti dall’applicazione del trattamento innovativo di elettro-lisciviazione e elettro-deposizione, proposto da CEA per il recupero del Pt metallico. Il trattamento è stato testato sia sulle membrane GDE che sulle CCM. Nel complesso la tecnologia mostra buoni risultati sia in termini di resa del materiale recuperato sia di efficienza dell’operazione, che avviene in un singolo processo. Alcuni parametri sono già stati ottimizzati, come la riduzione dell’utilizzo di Pt, l’uso dei cloruri e la durata del processo, fornendo interessanti prospettive per la sua applicazione finalizzata al recupero del Pt dalle membrane CCM, attualmente la tecnologia più comune nella produzione delle MEA. È anche un trattamento ambientalmente sostenibile e pronto per la fase di scale-up: non sono presenti, infatti, solventi organici, né sostanze acide o emissioni di sostanze gassose. Per quanto riguarda la sintesi del catalizzatore di Pt/C, sono state svolti ulteriori approfondimenti con particolare attenzione verso tre principali processi e considerando la varietà di produzione dei catalizzatori sia da sale di Pt recuperato sia di tipo commerciale. I risultati di caratterizzazione del catalizzatore hanno individuato il processo di sintesi con poliolo quale miglior metodo, dopo essere stato testato usando diversi sali di Pt riciclato (forniti da Hensel Recycling) e provenienti da MEA con al massimo 7000 ore di utilizzo (fornite da EKPO). Tale processo è stato selezionato per la fase preliminare di scale-up per la sintetizzazione di circa 1-2 gr di catalizzatore in vista dell’obiettivo finale di 10-15 gr per la realizzazione di una MEA secondo lo schema fornito da EKPO.
A seguire, il Politecnico di Torino ha invece aggiornato il consorzio sulle sue attività di ricerca sulle celle a combustibile SOC. Attualmente procede il design e la costruzione del processo pilota a TRL5, che è stato pensato a partire dai risultati in laboratorio del processo di recupero dell’anodo (Ni, YSZ). I ritardi nel reperimento e acquisto di materiale che sta caratterizzando il mercato in questo periodo, ha determinato qualche problema, ma il reattore e i suoi componenti dovrebbero essere consegnati per settembre. Nel frattempo, grazie a una stretta collaborazione con Elcogen, si stanno ipotizzando diverse soluzioni per integrare i materiali recuperati con il sistema di produzione. Diverse prove sono state condotte utilizzando 300 grammi di NiO/YSZ riciclato, proveniente dagli scarti delle celle e fornito da POLITO a ELCOGEN per simulare il processo di preparazione del substrato spesso per la colata del nastro, contenente fino al 30% di materiale riciclato.
Considerando i risultati di un’indagine di letteratura, il Politecnico prosegue anche con i test sulle nuove tecnologie per il recupero dei materiali LSC dalle SOFC: un primo smantellamento meccanico, seguito da tre diverse tecniche di lisciviazione e poi dal recupero e dalla caratterizzazione dei materiali al fine di comparare i diversi processi. Nel complesso i risultati sembrano migliori rispetto a quelli di letteratura, mostrando un promettente sviluppo per i processi di riciclaggio open loop nel mercato, i cui bisogni e richieste sono sicuramente da approfondire.
Per quanto riguarda le attività orizzontali, l’Università di Ljubljana sta conducendo le analisi LCA sulla produzione delle celle a combustibile a idrogeno e sulle tecnologie esistenti a fine vita. Per raggiungere questo obiettivo, sono previsti diversi meeting interni per definire e migliorare gli inventari dei dati e modellare le nuove tecnologie EoL, in entrambe le ipotesi di open e closed loop. L’Università di Ljubljana ha anche definito le prime linee guida per il modello di Life Cycle Costing (LCC), che verranno applicati durante il progetto. In vista della futura scalabilità delle tecnologie sviluppate da BEST4Hy, ENVIPARK porta avanti un’analisi approfondita delle normative di gestione rifiuti, possibili barriere e nuovi approcci per le tecnologie a fine vita nei paesi europei/extra-europeo. Importante il contributo proveniente dai risultati precedenti dei progetti Hytechcycling e dai sondaggi condivisi anche dai membri dell’Advisory Board. I partner Hensel Recycling, EKPO, Elcogen sono stati coinvolti nell’attività, insieme ad alcuni cluster del settore, per una comprensione più approfondita della situazione internazionale e del mercato dell’idrogeno con un focus specifico in Giappone, Cina, USA e Singapore. Contemporaneamente, RINA ha spiegato il suo approccio nel definire tutti i materiali che caratterizzano le tecnologie FCH e l’analisi degli standard che prevede di sviluppare per definire la strada da seguire in termini di eco-design e sostenibilità a fine vita così come proposto dal progetto.
Il partenariato si è dimostrato molto proattivo anche nelle attività disseminazione, grazie alla pubblicazione di articoli scientifici, video e alla partecipazione a fiere, conferenze internazionali. Si segnalano infine due importanti eventi in cui BEST4Hy è parte attiva: un workshop sull’aspetto di circolarità e analisi LCA delle FCH, organizzato in sinergia con eGHOST, SH2E nell’ambito della International Conference and Expo on Recycling and Waste Management, che si terrà il 9-10 novembre; sempre a inizio novembre, BEST4Hy sarà presente alla mostra ECOMONDO presso lo stand virtuale di ENVIPARK.
Il Consorzio BEST4Hy durante il meeting a Torino il 21-22 Giugno 2022
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Sabina Fiorot, PhD
sabina.fiorot@envipark.com
