L’idrogeno è oggi considerato un vettore strategico per la decarbonizzazione e la transizione energetica. Ma come possiamo produrlo, purificarlo e stoccarlo in modo efficiente per un vero utilizzo su scala industriale? Ne abbiamo discusso esplorando la ricerca scientifica, lo sviluppo dei materiali e le applicazioni ingegneristiche attraverso tre interventi d’eccezione.
Ecco i punti salienti trattati nel convegno Idrogeno: sfide passate, presenti e future che si è svolto a KEY 2026.
La grande storia di un piccolo atomo – Prof. Vincenzo Palermo (CNR-ISOF) Il Prof. Palermo ci ha ricordato che l’idrogeno è l’atomo più piccolo, semplice e comune dell’universo (costituisce il 75% della massa solare). Nonostante un passato pionieristico (basti pensare ai dirigibili o alla fiamma ossidrica dell’Ottocento), il suo utilizzo moderno presenta sfide complesse, a partire dalla produzione. Oggi si parla di idrogeno a “colori”: sebbene l’obiettivo sia l’idrogeno verde (prodotto da elettricità rinnovabile), attualmente usiamo molto idrogeno grigio ricavato dal metano (SMR), un processo che emette purtroppo oltre 6 tonnellate di CO2 per ogni tonnellata di idrogeno prodotta. Una novità interessante è la recente corsa all’idrogeno bianco (geologico), con enormi riserve potenziali stimate nel sottosuolo. Infine, Palermo ha evidenziato come l’idrogeno sia difficile da gestire perché penetra e infragilisce i metalli. La soluzione per la sua purificazione e lo stoccaggio risiede nello sviluppo di nanomateriali avanzati, come i nanocompositi a base di grafene o polimeri.
MOF: materiali per catturare e immagazzinare l’idrogeno del futuro – Prof. Claudio Pettinari (Università di Camerino) Lo stoccaggio dell’idrogeno è forse il vero “collo di bottiglia” del settore: comprimerlo richiede serbatoi estremamente robusti e liquefarlo a -252 °C è un processo energeticamente molto dispendioso. Il Prof. Pettinari ha illustrato l’enorme potenziale di un’alternativa allo stato solido: i MOF (Metal-Organic Frameworks). Si tratta di solidi cristallini formati da ioni metallici collegati da catene organiche, che formano strutture super-porose simili a “scatole aperte”. La loro capacità di immagazzinare gas è stupefacente: un solo cucchiaino di MOF può avere una superficie interna tale da coprire un intero campo da calcio! Tuttavia, c’è una sfida chimica da superare: attualmente le interazioni (van der Waals) che legano l’idrogeno ai MOF sono deboli, richiedendo temperature criogeniche per trattenere il gas. La ricerca sta lavorando per funzionalizzare queste strutture (inserendo difetti o siti metallici aperti) per farle funzionare a temperature più elevate. In questa rincorsa all’innovazione, l’Intelligenza Artificiale e il Machine Learning stanno giocando un ruolo chiave per prevedere e scoprire i MOF più performanti in tempi record.
Applicazioni di idrogeno a livello industriale: l’esempio di Techfem – Ing. Emanuel Muraca (Techfem) Dalla teoria alla pratica industriale. L’Ing. Muraca ha illustrato come le aziende stiano già trasformando la filiera dell’idrogeno in realtà operativa, spinti dalla necessità di decarbonizzare i trasporti e l’industria. L’esperienza di Techfem dimostra un approccio a 360 gradi che abbraccia l’intera catena del valore (produzione, compressione, stoccaggio e distribuzione). Tra i risultati più rilevanti presentati ci sono:
• SmartHydroGrid & Demo Plant Fano: un gemello digitale (Digital Twin) e un impianto reale per ottimizzare le reti intelligenti alimentate da rinnovabili, utilizzando l’idrogeno come accumulo.
• e-Fuels e SAF: il dimostratore “HYMAGE” cattura la CO2 dal biogas combinandola con l’idrogeno per creare carburanti sintetici (e-metano ed e-metanolo). Il progetto “JET-ZERO” punta invece ai Sustainable Aviation Fuels (SAF) essenziali per rendere l’aviazione più sostenibile, confrontando tecnologicamente processi come Fischer-Tropsch e Methanol-to-Jet.
• Progetto Hyround (Italgas): La realizzazione pratica in Sardegna di una stazione di rifornimento Power-to-Gas per alimentare flotte di autobus e auto leggere con idrogeno a 350 e 700 bar.
I tre interventi hanno dimostrato perfettamente come la sinergia tra ricerca fondamentale, chimica dei materiali avanzati e ingegneria di processo sia il motore indispensabile per rendere l’idrogeno non solo l’elemento del futuro, ma una solida realtà del presente.
