Il nuovo fuoco di Prometheus: Majorana svela il reattore ad idrogeno di Kilometro Rosso

Dall’autostrada è impossibile non notare il Kilometro Rosso. Una filante quinta color vermiglio lunga per l’appunto un chilometro cela allo sguardo dell’automobilista una realtà che aggrega sul territorio aziende e laboratori pubblici, connettendo il mondo della ricerca scientifica e quello delle imprese. Il direttore è Salvatore Majorana, ingegnere e manager con esperienze internazionali, pronipote del celebre fisico Ettore Majorana. Ed è lui a parlarci del progetto Prometheus, per la produzione di idrogeno finalizzato alla creazione di energia green

Come nasce il progetto Prometheus?

Il progetto Prometheus nasce dall'intuizione di un gruppo di tecnici, i quali incuriositi da un fenomeno che avevano osservato, nel tentativo di generare un’auto più ecologica, si rendono conto che inducendo una particolare reazione in camera di combustione riuscivano ad avere degli effetti inattesi. La sfida di studiare quelle reazioni viene raccolta da Fabrizio Petrucci che mette insieme un team, costituisce una Newco, e parte così una startup che comincia a lavorare nella stabilizzazione di questi fenomeni, lavoro affidato alla guida tecnica di Carlo Miglietta e Dario Calzavara.

Dal 2018 al 2024 si è lavorato per riprodurre, controllare e analizzare il fenomeno e ottenendo da terzi indipendenti una certificazione degli effetti prodotti dalla reazione innescata. In una prima fase, infatti, ciò che si misurava nei laboratori con la strumentazione disponibile era poco comprensibile: livelli di idrogeno o di altre sostanze che non si riusciva a correlare con il fenomeno. Siamo andati a chiedere a società e ad università (Politecnico di Milano, Università degli studi di Milan-Bicocca) di fare misurazioni con le loro strumentazioni più sofisticate. Oggi possiamo dire serenamente che siamo in grado di generare una reazione all'interno di un reattore appositamente progettato che all'uscita ci permette di raccogliere idrogeno da utilizzare per produrre energia green. Non siamo tuttavia capaci di spiegare il perché fino in fondo, ma proveremo a capirlo.

Allo stato attuale il 95% dell'idrogeno impiegato sulla terra è ottenuto dal reforming del metano e dalla gassificazione del carbone. Altri processi sono legati alle elettrolisi che sono meno impattanti. Lei ha evidenziato che con Prometheus non avviene l’elettrolisi. Ma allora qual è la reazione?

Con un'onda impulsiva viene immessa energia. Vengono così scaricati degli impulsi di energia elettrica all'interno di una camera di reazione in maniera tale da generare un plasma per alcuni istanti. Questa miscela induce evidentemente la separazione dell'idrogeno dall'ossigeno all'interno della molecola d'acqua; quel che abbiamo osservato è che l'ossigeno reagisce con i materiali della camera di reazione e lascia dei residui (particolati) sul fondo della stessa, mentre l'idrogeno viene liberato in altissima concentrazione, con una efficienza energetica straordinaria. Quindi, con l’impiego di poca energia si generano alte densità di idrogeno.

Come spiegare questa reazione?

Per spiegarla con semplicità, e questo ce lo confermano alcuni scienziati con cui abbiamo lavorato presso alcune scuole e centri di ricerca, queste reazioni sono probabilmente riconducibili alla famiglia delle Low Energy Nuclear Reactions, cioè reazioni nucleari che in certe circostanze possono essere indotte anche a bassi livelli di energia, del tutto diverse dalle reazioni nucleari che caratterizzano i grandi progetti del nucleare classico, come siamo abituati ad immaginare.

Questo processo produce emissioni potenzialmente dannose?

La camera di reazione è isolata ermeticamente all'interno di una struttura d'acciaio opportunamente congeniata per accogliere l'acqua non distillata. Sono necessari dei sali perché abbiamo capito che questi migliorano la capacità di reazione all'interno della camera di combustione, ma detto questo, all'interno di questa camera avviene la reazione che è assolutamente isolata dal mondo esterno. Non ci sono emissioni di raggi dannosi o altri tipi di emissioni e quando dalla camera viene aperta la valvola, da quella valvola fuoriesce il prodotto della reazione, che in questo momento abbiamo testato essere in larga maggioranza composto da idrogeno, ed essendo un circuito idraulico sotto controllo con una valvola, non c'è nessuna difficoltà nel raccogliere all'uscita della camera i gas esausti.

Ci potrebbe fare un esempio pratico di come funziona il reattore?

Immaginiamo un fulmine che viene scatenato sulla superficie dell'acqua. Il fulmine viene generato da un sistema elettronico che è stato studiato e depositato come domanda di brevetto. È stato così congeniato un circuito elettronico che riesce a generare un impulso elettrico che in maniera molto rapida, ma con alta intensità, introduce una quantità di energia sufficiente nella camera di reazione ad indurre l'effetto del fulmine. Con quella quantità di energia impulsiva si genera del plasma, la generazione di questo plasma comporta la separazione dell'idrogeno dall'ossigeno.

Come viene innescato il circuito elettronico?

Dalla corrente della linea a 220 volt a 50 Hz. Siamo riusciti a farlo anche con una batteria da 48 volt di un'automobile. L'impulso trasferisce molta potenza ma in un tempo talmente breve che non assorbe una grandissima quantità di energia in ingresso. Di conseguenza non è necessario avere grandi generatori di energia per creare l’impulso. Naturalmente, bisogna tenere conto del fatto che stiamo lavorando su scala di laboratorio. Nel momento in cui si potrà scalare questa soluzione, valuteremo il tipo di assorbimento ma anche il quantitativo di resa.

Il reattore necessita di manutenzione?

Il punto da tenere d'occhio potrebbe essere legato all'usura della camera di reazione, perché all'interno avvengono dei fenomeni che da un lato liberano l'idrogeno e dall'altro sono di natura ossidativa, per via della ricombinazione dell'ossigeno. Bisognerebbe probabilmente intervenire e sostituire la parte che si ossida. Gestire questo aspetto sarà parte del lavoro dei prossimi mesi.

Cosa può dirci riguardo ai rischi di trasporto e di stoccaggio?

Questa è la grande novità, se riusciremo a portare a sistema industriale questo esperimento che oggi è un prototipo di laboratorio, a quel punto possiamo serenamente dire di aver scavalcato i due temi importanti relativi all'idrogeno e cioè il suo accumulo e il suo trasporto. L'accumulo e il trasporto di idrogeno sono i più grandi bottleneck perché l’idrogeno è un elemento estremamente permeabile, sfugge alla gran parte dei materiali o quasi tutti; quindi, se lo teniamo in un contenitore dopo poco si disperde nell'ambiente. Analogamente, se lo vogliamo trasferire a chilometri di distanza, un tubo che porti solo idrogeno è una cosa molto difficile da realizzare, per cui la rete di distribuzione o i modelli di accumulo di idrogeno sono il vero problema; ogni volta che si pensa ad un sistema a base idrogeno bisogna immaginare la sua produzione in loco.

L'approccio di Prometheus permetterebbe di avere un generatore di idrogeno a basso consumo energetico e soprattutto trasportabile, il che vuol dire che idealmente si riuscirebbe a generare idrogeno anche in mobilità, e questo ci lascia sperare in un futuro anche nei sistemi di trazione, per esempio.

Con una soluzione che in maniera compatta riesca a funzionare anche in mobilità, stiamo guardando l'alba di una nuova tecnologia.

Esistono altre realtà che stanno studiando questo tipo di tecnologie?

Questo tipo di fenomeni nel mondo è noto da diversi anni ed è purtroppo studiato soltanto da pochi. Solo dall’anno scorso, il Dipartimento della Difesa americana ha messo sul tavolo fondi per lanciare sette programmi di ricerca su questo ambito. Analogamente ha fatto una cosa simile anche l'Unione Europea su un progetto che ha l'obiettivo di sistematizzare questo tipo di fenomeni. L'approccio di questi grandi istituti è naturalmente scientifico. Prometheus, col supporto di Kilometro Rosso, è uno degli apripista in quest’ambito, scegliendo un approccio molto più pratico: abbiamo lavorato con dedizione e fatica a rendere questa reazione ripetibile e sistematica.

Ci sono tuttavia dei gruppi in Germania che si stanno attivando e che stanno studiando questo tipo di tecnologie, sono sicuro che ci sia del lavoro anche negli altri grandi paesi, come la Cina, ma ad oggi non abbiamo notizia di gruppi che siano riusciti a ottenere una reazione stabile come quella che abbiamo ottenuto noi.

Quali sono le possibili declinazioni del reattore?

Potremmo immaginare un sistema che possa bruciare l'idrogeno in mobilità, ad esempio, un motore termico basato a idrogeno e potremmo pensare ad un appartamento che ha bisogno di riscaldare gli impianti sfruttando l'acqua di casa invece che il metano. Le declinazioni posso essere svariate. Una delle cose che Prometheus intende fare è mettere a punto la tecnica e poi darla in licenza a chiunque voglia sperimentarla sui vari mercati.

Un grande passo per l’umanità...

Io non vorrei spingermi così lontano, ma sarei molto contento di vedere anche soltanto un pezzetto di quella strada perché sarebbe una grande conquista.

Una raccomandazione da fare alla società?

Nel nostro paese ci sono delle tecnologie e delle capacità di fare che sono straordinarie e noi non abbiamo abbastanza coraggio per credere di investire in ricerca di frontiera. Se il nostro paese e tutti noi avessimo un po' più di attenzione alle nuove imprese alle start-up e al modo di creare innovazione, saremmo più fortunati di quanto non ci stiamo immaginando oggi.

Un’ultima battuta in chiusura, qual è il merito di Prometheus?

Prometheus è un po' l'esempio di un progetto che ha avuto il coraggio e la determinazione di credere in una visione che è stata poi misurata in maniera molto attenta. Ha saputo fare “i compiti a casa”. I nostri tecnici hanno fatto un lavoro eccezionale, con dedizione e resilienza.

Inoltre, abbiamo trovato alcune figure di spicco del mondo accademico che ci sono state accanto ed hanno seguito con attenzione gli esperimenti che venivano fatti.

Le condizioni difficili che ha dovuto affrontare Prometheus altri non sono riusciti a superarle. Ci sono tante idee che su questa visione poi si sono fermate perché non hanno trovato il supporto finanziario.Kilometro Rosso è stata la piattaforma bandiera in termini di sfide molto complesse come questa.

Credits Copertina: Runway AI generator