Il sistema lavora a 65 ยฐC con un catalizzatore al rutenio e soluzioni molto diluite. Ora la sfida รจ dimostrare costi sostenibili su scala industriale
A cura di Roberto Zonca
LA NOTIZIA IN BREVE โ Un team di ricercatori di OxFA e del Leibniz Institute for Catalysis ha prodotto idrogeno da acido formico ottenuto dalla biomassa per oltre 820 ore consecutive, ricavando circa 30 metri cubi di Hโ. Il risultato piรน interessante arriva perรฒ dal materiale usato nel reattore: lโacido formico era ancora molto diluito in acqua e non ha richiesto la normale distillazione preventiva.
Per gestire lโacqua senza perdere i componenti piรน costosi, il gruppo ha messo a punto un sistema a due fasi liquide con un catalizzatore al rutenio e unโammina. Il processo lavora a 65 ยฐC e, secondo i dati diffusi dai ricercatori, tollera concentrazioni di acido comprese tra il 5 e il 99%.
Il test porta la tecnologia oltre gli esperimenti di breve durata, ma il vero esame deve ancora arrivare: durata del catalizzatore, consumo degli additivi, energia richiesta e costo finale dellโidrogeno diranno se il sistema potrร reggere anche su scala industriale.

Se vuoi andare oltre alla sintesi della nostra notizia leggi qui di seguito lโapprofondimento
LโAPPROFONDIMENTO โ Un team di ricercatori di OxFA e del Leibniz Institute for Catalysis ha annunciato di esser riuscito a produrre idrogeno da acido formico ricavato dalla biomassa: e lo ha fatto per oltre 820 ore consecutive, ottenendo circa 30 metri cubi di Hโ. Il test, condotto in Baviera, รจ riuscito a dimostrare che il processo puรฒ funzionare a lungo usando acido formico ancora diluito in acqua, senza sottoporlo prima alla normale distillazione.
Lโacido formico puรฒ trasportare idrogeno in forma liquida
Lโindustria utilizza da tempo lโacido formico, formula HCOOH, e ne produce nel mondo circa un milione di tonnellate allโanno. Oggi la filiera convenzionale parte soprattutto da materie prime fossili e rifornisce numerosi settori, dalla chimica alla lavorazione delle pelli fino alla conservazione dei mangimi.
La ricerca sullโidrogeno guarda alla stessa molecola per un altro motivo. Lโacido formico puรฒ custodire Hโ in forma chimica e liberarlo attraverso una reazione che genera anche anidride carbonica. A temperatura ambiente rimane liquido, quindi si lascia trasportare e stoccare piรน facilmente dellโidrogeno gassoso che richiede pressioni elevate o temperature estremamente basse.
OxFA prova cosรฌ a cambiare anche lโorigine dellโacido. Lโazienda bavarese lavora con biomasse e residui organici, compresi materiali umidi, lignificati o giร fermentati, e punta a trasformarli in acido formico. La collaborazione con il Leibniz Institute for Catalysis aggiunge il passaggio successivo: liberare lโidrogeno contenuto nella molecola. I ricercatori chiamano questa filiera BFH, BiomassโFormic AcidโHydrogen.
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Lโacqua rappresentava lโostacolo piรน concreto
La biomassa porta con sรฉ molta acqua. Di conseguenza, OxFA ottiene una soluzione nella quale lโacido formico puรฒ raggiungere concentrazioni relativamente basse. Concentrare lโacido risolverebbe il problema, ma richiederebbe una distillazione e quindi altra energia. In una filiera che punta a produrre un vettore energetico, ogni passaggio aggiuntivo pesa sui consumi e sui costi.
Il gruppo, guidato da Henrik Junge al LIKAT, ha quindi lavorato sul catalizzatore. I ricercatori hanno modificato un sistema a base di rutenio e aggiunto unโammina che facilita la reazione dellโacido formico. La nuova formulazione tollera, evidenziano i dati diffusi dal gruppo, concentrazioni di acido comprese tra il 5 e il 99%. Questo margine offre un vantaggio concreto quando la materia prima arriva da residui biologici e puรฒ cambiare composizione da un lotto allโaltro. Un impianto che accetta una soluzione molto diluita evita di doverla correggere ogni volta a monte. Ed รจ proprio qui che il processo diventa industrialmente interessante.
Due fasi liquide impediscono allโacqua di accumularsi
Far funzionare il sistema per qualche ora in laboratorio era relativamente semplice, ma tenerlo in attivitร per settimane ha richiesto un metodo per la gestione dellโacqua che continuava a entrare insieme allโacido formico. Per riuscire in questo il team ha adottato un sistema con due fasi liquide, una acquosa e una organica. Il LIKAT ha descritto il risultato con paragone insolito: i due composti si comportano in modo simile a grasso e brodo.
La fase organica trattiene soprattutto il catalizzatore e lโammina. La fase acquosa porta invece lโacido formico, che attraversa la superficie di contatto tra i due liquidi e raggiunge i componenti necessari alla reazione.
Eโ stato cosรฌ che i ricercatori sono riusciti a eliminare lโacqua in eccesso senza perรฒ trascinare fuori dal circuito, a ogni passaggio, le sostanze piรน costose. La forza del sistema sta nella gestione continua. Lโacqua entra con il reagente, il processo la separa e il catalizzatore resta dove serve: senza un perfetto equilibrio il test difficilmente avrebbe superato un mese.
La reazione funziona giร a 65 gradi
Il processo raggiunge una buona attivitร a 65 ยฐC, una temperatura contenuta rispetto a molte trasformazioni industriali. Il dato interessa anche per unโaltra ragione: numerose celle a combustibile a bassa temperatura lavorano sotto i 100 ยฐC. In prospettiva, quindi, un impianto potrebbe liberare lโidrogeno e alimentare una cella a combustibile senza gestire forti differenze termiche.
OxFA e LIKAT sostengono di aver ottenuto unโefficienza atomica prossima al 100%. Il valore riguarda la chimica della reazione e descrive quanto efficacemente gli atomi dei reagenti confluiscono nei prodotti desiderati. Il rendimento energetico dellโintera filiera richiede invece di sommare tutte le fasi del processo: trattamento della biomassa, produzione dellโacido formico, riscaldamento, pompaggio, recupero degli additivi e funzionamento dellโimpianto.
Domande e risposte Come funziona il processo che ricava idrogeno dallโacido formico prodotto dalla biomassa.
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In breve
Come si produce idrogeno dallโacido formico?
Lโacido formico puรฒ funzionare come vettore chimico dellโidrogeno. Durante la deidrogenazione, il catalizzatore favorisce una reazione che libera Hโ e anidride carbonica. Nel processo studiato da OxFA e LIKAT, lโacido formico deriva dalla biomassa anzichรฉ dalle tradizionali materie prime fossili.
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Il vantaggio
Perchรฉ evitare la distillazione รจ importante?
Lโacido formico ottenuto dalla biomassa contiene molta acqua. Concentrarlo con la distillazione richiede calore e quindi energia. Il nuovo sistema riesce invece a utilizzare soluzioni molto diluite, con concentrazioni di acido dichiarate tra il 5% e il 99%, evitando questo passaggio preliminare.
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Come funziona
Come riesce il reattore a gestire tutta lโacqua?
I ricercatori utilizzano due fasi liquide separate, una acquosa e una organica. La fase organica trattiene soprattutto il catalizzatore al rutenio e lโammina, mentre quella acquosa trasporta lโacido formico. Il sistema puรฒ cosรฌ eliminare lโacqua in eccesso senza perdere continuamente i componenti piรน costosi della reazione.
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Il risultato
Le 820 ore dimostrano che la tecnologia รจ pronta per lโindustria?
No. Il test dimostra che il processo puรฒ lavorare in continuo per oltre un mese, un risultato importante per un impianto pilota. Prima del passaggio alla produzione industriale bisognerร verificare il comportamento del sistema per periodi molto piรน lunghi e con volumi decisamente maggiori.
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Costi e limiti
Che cosa puรฒ frenare la produzione su larga scala?
I punti da chiarire riguardano soprattutto durata e recupero del catalizzatore al rutenio, consumo dellโammina, energia richiesta dallโintera filiera e costo finale dellโidrogeno. Anche il bilancio delle emissioni dovrร considerare produzione dellโacido formico, trasporti, reagenti e gestione della COโ liberata durante la reazione.
Il test porta il processo oltre gli esperimenti di breve durata
La filiera biomassa-acido formico-idrogeno circola da tempo nella ricerca. Nel 2024 un gruppo che comprendeva anche ricercatori di OxFA e del Forschungszentrum Jรผlich aveva analizzato diverse configurazioni attraverso simulazioni di processo e valutazioni economiche.
Quel lavoro aveva individuato scenari interessanti soprattutto con biomasse di scarto e impianti decentralizzati. Mancava perรฒ il comportamento del sistema nel tempo, con un reattore continuamente alimentato da materiale reale.
La prova bavarese colma in parte questo vuoto. Il sistema ha continuato a lavorare per piรน di un mese con acido formico biogenico senza richiedere una purificazione intermedia.
I 30 metri cubi di Hโ prodotti restano una quantitร da impianto pilota. Qui pesa soprattutto la continuitร : il reattore ha mantenuto il processo per settimane, senza fermarsi dopo poche ore o dopo un singolo ciclo.
Il rutenio entrerร nei conti dellโimpianto
Il rutenio appartiene al gruppo dei metalli del platino e costa molto piรน dei materiali comuni che lโindustria usa nei grandi processi chimici. Il suo peso sul costo finale dipenderร da tre cose molto concrete: quanto dura, quanto se ne perde durante il funzionamento e quanto se ne riesce a recuperare. Se il catalizzatore conserva lโattivitร a lungo, il metallo puรฒ incidere meno; se richiede sostituzioni frequenti, il conto cambia rapidamente.
Anche lโammina rientra nello stesso bilancio. Un impianto dovrร limitarne le perdite e recuperarla il piรน possibile, altrimenti una parte del vantaggio ottenuto eliminando la distillazione finirร per consumarsi altrove. Le 820 ore danno una prima misura della stabilitร , ma la scala industriale richiederร tempi molto piรน lunghi.
La COโ biogenica richiede comunque un bilancio completo
La decomposizione dellโacido formico libera Hโ e COโ. In questo caso il carbonio arriva dalla biomassa e segue quindi un ciclo diverso rispetto al carbonio fossile estratto dal sottosuolo.
Per misurare lโimpatto climatico reale bisognerร perรฒ seguire lโintero percorso. Contano lโorigine dei residui, le distanze di trasporto, lโenergia che alimenta gli impianti, i reagenti, le rese e la gestione dei sottoprodotti.
Anche la scelta della biomassa puรฒ cambiare molto il risultato. Recuperare uno scarto giร disponibile presenta un bilancio diverso rispetto alla coltivazione di una materia prima destinata appositamente alla produzione di energia.
OxFA punta soprattutto su residui e biomasse umide. Questa scelta puรฒ evitare anche lโessiccazione, un passaggio che in altre filiere consuma energia. Quanto peserร questo vantaggio emergerร solo mettendo insieme tutti i consumi del ciclo produttivo.
Il brevetto prepara il terreno alla fase industriale
OxFA e LIKAT hanno depositato una domanda di brevetto sul procedimento. Anche il Ministero bavarese dellโEconomia, dello Sviluppo regionale e dellโEnergia ha sostenuto il progetto attraverso programmi dedicati allโidrogeno e alla sicurezza energetica.
Lโinteresse commerciale, quindi, cโรจ giร . Adesso OxFA dovrร dimostrare che il processo mantiene le prestazioni quando aumentano dimensioni, portate e tempi di esercizio.
Un reattore piรน grande dovrร tenere stabile la separazione tra le due fasi, limitare le perdite di rutenio e ammina e lavorare con biomasse che possono cambiare composizione. Poi arriverร il dato che piรน interessa allโindustria: il prezzo dellโidrogeno in uscita.
Prima di arrivarci serviranno numeri sulla durata del catalizzatore, sui consumi degli additivi e sullโenergia richiesta dallโintera filiera. Sono questi i valori che possono trasformare un buon risultato sperimentale in un processo commercialmente interessante.
Il prossimo banco di prova sarร la scala industriale
Lโesperimento di OxFA e LIKAT ha cercato di risolvere un problema importante: usare acido formico biogenico ricco dโacqua senza spendere prima energia per concentrarlo. La rinuncia alla distillazione ha permesso di semplificare il processo. Il sistema bifasico, intanto, ha mantenuto il reattore in attivitร per oltre un mese. Adesso bisogna capire quanto costa mantenerlo in funzione quando dal progetto pilota si passa a un vero impianto industriale.
Link e fonti
Studi scientifici, documentazione tecnica e fonti primarie per approfondire la produzione di idrogeno da acido formico biogenico.
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Fonte primaria
Produzione continua di idrogeno da acido formico biogenico
Il comunicato descrive il test pilota condotto con OxFA: oltre 820 ore di funzionamento continuo, circa 30 metri cubi di idrogeno prodotti, sistema bifasico, catalizzatore al rutenio e funzionamento a 65 ยฐC.
Consulta il comunicato -
Documentazione tecnica
Il processo OxFA per produrre acido formico dalla biomassa
La documentazione aziendale illustra il processo che utilizza biomasse e residui organici, compresi materiali umidi e lignificati, per ottenere acido formico biogenico in condizioni di temperatura e pressione relativamente contenute.
Consulta la tecnologia -
Studio scientifico
Hydrogen production from wet biomass via a formic acid route
Lo studio analizza la produzione di idrogeno da biomassa umida attraverso acido formico e confronta diverse configurazioni del processo, includendo una valutazione tecnico-economica delle soluzioni considerate.
Consulta lo studio -
Studio di riferimento
Biogenic Formic Acid as a Green Hydrogen Carrier
Il lavoro di Patrick Preuster e Jakob Albert esamina lโacido formico biogenico come vettore dellโidrogeno e confronta differenti metodi catalitici per liberare Hโ da soluzioni acquose di acido formico.
Consulta lo studio -
Revisione scientifica
Acido formico da biomassa e produzione di idrogeno
La review ricostruisce i principali metodi per ottenere acido formico da risorse rinnovabili e dedica una parte specifica alla sua deidrogenazione catalitica per la produzione di Hโ.
Consulta la revisione -
Ricerca fondamentale
Produzione selettiva di acido formico da biomassa complessa
Uno dei lavori alla base dello sviluppo della tecnologia studia lโossidazione catalitica di biomasse complesse, compresi legno e altri materiali insolubili in acqua, per ottenere acido formico.
Consulta lo studio
Note per i lettori
Lโimmagine usata per questo articolo รจ stata creata grazie allโutilizzo di un sistema di Intelligenza Artificiale


