HYDROGEN-GC

“HYDROGEN-GC”: studio, progettazione e realizzazione del primo micro-gascromatografo basato su microfluidica MEMS per la misura del potere calorifico del gas naturale addizionato con Idrogeno, completamente “made in Italy”.

SINTESI: La Regione Emilia-Romagna, al pari dei territori più avanzati a livello internazionale, sta realizzando ingenti investimenti per sostenere la produzione e introduzione dell’idrogeno verde nel tessuto produttivo e nelle reti del gas naturale, nell’ottica della decarbonizzazione e transizione energetica. Per poter raggiungere questi obiettivi sarà più che mai necessario disporre di nuove tecnologie per poter misurare la qualità delle nuove miscele del gas naturale, le quali saranno sempre più variabili per via del collegamento alle reti del gas dei numerosi nuovi impianti di biometano e di produzione di idrogeno. Con il progetto “Hydrogen-GC” Pollution ambisce a studiare e sviluppare un sistema di analisi chimica basato sulla tecnica gascromatografica per la misura del potere calorifico di miscele di gas naturale addizionate con concentrazioni sempre più elevate di idrogeno. L’investimento nello studio e realizzazione di questo innovativo sistema rafforzerà le scelte strategiche regionali del prossimo decennio per raggiungere il 100% delle energie rinnovabili entro il 2035, e renderà disponibile per la prima volta a questa nuova filiera green una tecnologia esclusiva “made in Italy” con potenziali ricadute sociali, ambientali ed economiche a livello regionale, nazionale ed europeo.

OBIETTIVI E RISULTATI: Uno degli obiettivi principali di “Hydrogen-GC” è la realizzazione di un innovativo sistema microGC con 2 moduli analitici integrati, che viene definito “multigas” perché sarà in grado di analizzare correttamente tutti i composti gassosi che sono e saranno sempre più presenti nelle reti di trasporto e distribuzione (biometano, H2, gas naturale, GNL). I principali concorrenti in questa applicazione sono poco flessibili e hanno grandi difficoltà a misurare H2 in concentrazioni >10%. Per questo motivo, un importante obiettivo di Pollution è quello di realizzare un microGC flessibile che consenta di quantificare, con la stessa configurazione, non solo gas naturale, ma anche miscele H2/gas naturale con tenori percentuali almeno 50/50 e con l’ambizione di arrivare fino al 100% di H2. Questo nuovo microGC con due soli moduli analitici consentirà a Pollution di ridurre il prezzo di vendita del 20% rispetto alle proposte concorrenziali (25.000€), con l’obiettivo di diventare uno dei principali protagonisti del mercato. Ulteriori punti di forza riguarderanno la riduzione dei consumi elettrici (lavorando con colonne di separazione MEMS, il consumo medio per modulo sarà <10W, oltre 50% inferiore rispetto alla media della concorrenza) e l’incremento della linearità di risposta nella misura dell’H2 (espressa in R^2 della retta di taratura, arrivando ad almeno 0.9999 nel caso di contenuto di H2 nel gas naturale compreso tra l’1 e il 50%). Grazie all’impiego di tecnologia MEMS sarà inoltre possibile: i) ridurre i consumi di gas campione, al fine di mitigare il cambiamento climatico e di limitare, con l’obiettivo di azzerare, la quantità di gas campione emesso in atmosfera (attualmente circa 26Nm3/anno, equivalenti a 1.5 ton/anno di CO2 per ogni strumento installato) e ii) ridurre di più del 75% i consumi di gas carrier per aumentare la durata delle bombole di gas installate, limitando così le attività di manutenzione in campo (che saranno ulteriormente ridotte grazie al collegamento di questi sistemi con la piattaforma cloud già attiva in Pollution). Inoltre sarà valutata la sostituzione del gas standard elio, risorsa non rinnovabile e costosa, con altri gas potenzialmente rinnovabili come l’N2 e l’H2. Infine, durante la fase di progettazione dei nuovi sistemi, saranno tenute in considerazione le normative di riferimento per la loro futura installazione in ambienti potenzialmente esplosivi in conformità con i requisiti della Direttiva ATEX e dello Schema IECEx.

Il progetto “HYDROGEN-GC” è realizzato grazie ai Fondi europei della Regione Emilia-Romagna.