Il sensore "annusa" le impurità dell'idrogeno che alimentano il trasporto pulito

Un minuscolo sensore con un “olfatto” eccezionale sta aiutando il settore dei trasporti ad adottare l’energia pulita.

La startup israeliana NanoScent stampa minuscole spugne – note come nanoparticelle – su chip delle dimensioni di un centimetro, che determinano la purezza del gas idrogeno appena prodotto, prima che venga alimentato sui mezzi di trasporto a lungo raggio.

Le nanoparticelle si espandono quando entrano in contatto con i composti organici e lo fanno in modo diverso a seconda delle molecole presenti nel gas. Ciò consente a un’azienda di rilevare le impurità nel carburante a idrogeno in soli tre minuti, rispetto ai due giorni standard del settore.

L’idrogeno è un’alternativa pulita alla benzina, perché è un carburante ad alta densità energetica i cui unici sottoprodotti sono acqua e calore quando si alimenta un’auto. Presenta un vantaggio rispetto ai veicoli elettrici in quanto può fornire energia pulita a lungo termine per veicoli a lungo raggio come camion, treni e navi.

L’idrogeno, tuttavia, deve avere una purezza del 99,9999% prima di essere utilizzato nelle celle a combustibile, le batterie che convertono l’idrogeno in elettricità. In caso contrario, la batteria non sarà altrettanto efficiente... o peggio.

"Se non c'è una buona qualità di idrogeno, può rovinare la cella a combustibile e il motore, a seconda di quali siano i contaminanti", dice a NoCamels Oren Gavriely, CEO e co-fondatore di NanoScent.

Spiega che i contenitori di idrogeno sono prodotti in serie in diversi modi. I due metodi più comuni utilizzano il calore e reazioni chimiche per rilasciare il gas dai combustibili fossili e l’utilizzo di una corrente elettrica per separare l’acqua in idrogeno e ossigeno.

Ma in tutti i metodi, spiega Gavriely, l’idrogeno contiene contaminanti come ossigeno, umidità e azoto, anche dopo essere stato sottoposto a processi di purificazione standard.

La soluzione di NanoScent arriva dopo il punto di purificazione. Un campione di idrogeno viene incanalato dal contenitore in una scatola a prova di esplosione che contiene i sensori NanoScent.

Questi sensori sono tutti dotati di algoritmi intelligenti in grado di analizzare i composti presenti nel gas, misurare la percentuale di contaminanti e generare risultati in soli tre minuti.

Dopo che i sensori hanno determinato la qualità dell’idrogeno, il carburante può essere inviato per la ripurificazione o venduto a un fornitore che sta cercando un prodotto di qualità inferiore.

È molto più efficiente del test standard del settore della gascromatografia, che dura giorni, che richiede che un campione venga spedito a un laboratorio, dove gli scienziati poi utilizzano macchine per separare e rilevare i suoi componenti prima di rispedire il campione.

Una soluzione come questa è fondamentale poiché il mondo continua a passare all’energia pulita, richiedendo una fornitura più rapida di idrogeno di alta qualità.

Il mercato vale circa 160 miliardi di dollari ed è in crescita. Proprio il mese scorso, Israele ha aperto la sua prima stazione di rifornimento di idrogeno nel nord del paese, con l’intenzione di avviarne altre nel centro e nel sud nei prossimi due anni.

In Europa, un nuovo regolamento richiede che entro il 2030 ci sia una stazione di rifornimento di idrogeno ogni 200 km in ogni grande città con porti, aeroporti e terminali ferroviari (noto come “nodo urbano”).

E negli Stati Uniti, l’Inflation Reduction Act del 2022 sta riducendo il costo del carburante concedendo agli impianti di idrogeno pulito un credito d’imposta di 3 dollari per kg di idrogeno per i primi 10 anni di attività.

NanoScent, che ha sede nel Consiglio regionale di Misgav, nel nord di Israele, sta attualmente sperimentando la sua tecnologia con diversi produttori europei di idrogeno e prevede di espandersi negli Stati Uniti nel prossimo futuro. Ma la sua tecnologia di rilevamento può fare molto di più che rilevare la purezza dell’idrogeno.

La tecnologia può essere utilizzata anche per monitorare in tempo reale il processo di maturazione e decomposizione dei prodotti freschi. I sensori misurano la temperatura, l'umidità e i livelli di gas volatili come indicatori della maturazione di frutta e verdura, aiutando i distributori a prevenire la maturazione anticipata.

"Ci sono molte altre cose che questa tecnologia può rilevare, ma al momento siamo concentrati su questo mercato", afferma Gavriely.