L'immagazzinamento dell'idrogeno rappresenta il collegamento centrale tra la produzione e l'utilizzo dell'idrogeno nel settore dell'energia a idrogeno, e le tecnologie di stoccaggio basate su serbatoi sono le forme più diffuse nella pratica commerciale. I serbatoi per idrogeno ad alta pressione e quelli criogenici per idrogeno liquido costituiscono le due principali vie tecniche tradizionali per lo stoccaggio dell'idrogeno in serbatoi, ciascuna con caratteristiche tecniche e scenari applicativi specifici, adatti a diverse esigenze di utilizzo dell'energia a idrogeno. In quanto leader globale nelle tecnologie di produzione di idrogeno mediante membrana anionica (AEM) e nelle tecnologie di stoccaggio solido dell'idrogeno, Hyto Energy Company Limited svolge una ricerca approfondita sull'intera catena del valore del settore dell'energia a idrogeno, comprese le tecnologie per i serbatoi di stoccaggio dell'idrogeno. L'attività di ricerca e sviluppo e le applicazioni pratiche della società relative ai dispositivi di stoccaggio solido dell'idrogeno non solo compensano i limiti dei serbatoi tradizionali per idrogeno, ma forniscono anche una soluzione tecnica più diversificata per lo sviluppo su larga scala del settore dell'energia a idrogeno.

I serbatoi ad alta pressione per l'immagazzinamento di idrogeno gassoso conservano l'idrogeno in forma gassosa a elevata pressione; i due livelli di pressione più diffusi sul mercato sono 35 MPa e 70 MPa, quest’ultimo rappresentando la scelta principale per i veicoli a celle a combustibile a idrogeno. Dal punto di vista tecnico, gli attuali serbatoi ad alta pressione per idrogeno gassoso impiegano materiali compositi in fibra di carbonio come materiale strutturale principale, garantendo un buon compromesso tra resistenza alla pressione elevata e leggerezza. I principali vantaggi di questa tecnologia sono la maturità del processo industriale, la rapidità di caricamento e scaricamento dell’idrogeno e i costi relativamente contenuti di produzione e manutenzione, rendendola particolarmente adatta a scenari di stoccaggio e trasporto di idrogeno su breve distanza e su piccola scala, quali lo stoccaggio di idrogeno a bordo veicolo e le stazioni di rifornimento di idrogeno di piccole e medie dimensioni. Tuttavia, questa tecnologia presenta anche limitazioni evidenti: la densità volumetrica di energia è relativamente bassa, il che comporta un volume notevole del serbatoio per una data capacità di stoccaggio di idrogeno; inoltre, l’ambiente operativo ad alta pressione impone requisiti stringenti in termini di tenuta stagna e sicurezza del serbatoio, mentre le prestazioni del serbatoio subiscono un’attenuazione a basse temperature, aumentando il rischio operativo.

I serbatoi per lo stoccaggio di idrogeno liquido realizzano uno stoccaggio ad alta densità di idrogeno liquefacendo l’idrogeno a una temperatura ultra-bassa di -253 ℃ e immagazzinando l’idrogeno liquido in un serbatoio isolato a vuoto con eccellenti prestazioni di isolamento termico. Il vantaggio più evidente di questa tecnologia è la sua ultra-elevata densità energetica volumetrica, pari a 2-3 volte quella dei serbatoi per stoccaggio gassoso ad alta pressione a 70 MPa, a parità di volume, rendendola la scelta migliore per lo stoccaggio su larga scala di idrogeno e per il trasporto su lunghe distanze. Inoltre, lo stoccaggio di idrogeno liquido presenta proprietà fisiche stabili durante il trasporto e lo stoccaggio, e la portata di erogazione dell’idrogeno è facilmente controllabile, trovando quindi ampio impiego in grandi parchi chimici, basi per la fornitura di energia a idrogeno e settori aerospaziali. Tuttavia, i serbatoi per lo stoccaggio di idrogeno liquido presentano soglie tecniche elevate e costi operativi elevati: il processo di liquefazione dell’idrogeno consuma circa il 30%-40% dell’energia intrinseca dell’idrogeno stesso, determinando una bassa efficienza complessiva di utilizzo dell’energia; l’ambiente di stoccaggio a temperatura ultra-bassa richiede materiali isolanti termici ad alte prestazioni e le inevitabili perdite per ebollizione (boil-off) nel processo di stoccaggio aumentano ulteriormente i costi operativi dell’impianto.

Un confronto diretto tra serbatoi per idrogeno gassoso ad alta pressione e serbatoi per idrogeno liquido rivela le loro caratteristiche complementari in termini di prestazioni fondamentali e scenari applicativi. Per quanto riguarda la densità energetica, lo stoccaggio in forma liquida è nettamente superiore rispetto allo stoccaggio gassoso ad alta pressione, mentre quest’ultimo presenta evidenti vantaggi in termini di efficienza nell’utilizzo dell’energia e di controllo dei costi. Per quanto concerne gli scenari applicativi, i serbatoi per idrogeno gassoso ad alta pressione rappresentano la prima scelta per applicazioni mobili di energia a idrogeno, quali veicoli a celle a combustibile a idrogeno, stazioni di rifornimento di idrogeno urbane e microreti idrogeno distribuite, grazie alla loro flessibilità nel caricamento e nello scaricamento e al ridotto ingombro volumetrico. I serbatoi per idrogeno liquido sono invece più adatti a scenari fissi e su larga scala per l’impiego dell’idrogeno, come il trasporto interregionale su lunga distanza, le grandi basi di produzione di idrogeno e i sistemi industriali di fornitura di idrogeno. Nelle effettive applicazioni industriali, le due tecnologie vengono spesso utilizzate in combinazione per formare un sistema completo di stoccaggio e trasporto di idrogeno, adeguato sia alla produzione su larga scala che all’utilizzo decentralizzato.

Mentre i serbatoi tradizionali per l’immagazzinamento di idrogeno in forma gassosa ad alta pressione e liquida dominano il mercato, Hyto Energy Company Limited si impegna nella ricerca, nello sviluppo e nell’applicazione della tecnologia di stoccaggio solido di idrogeno (idruri metallici), che si è affermata come un’importante innovazione complementare rispetto alle tecnologie tradizionali per serbatoi di idrogeno. L’azienda fornisce dispositivi di stoccaggio solido di idrogeno su scala grammi, chilogrammi e tonnellate, caratterizzati da una maggiore sicurezza e densità energetica rispetto ai serbatoi ad alta pressione per idrogeno gassoso, nonché da un minore consumo energetico e minori perdite per ebollizione rispetto ai serbatoi per idrogeno liquido. Questi dispositivi di stoccaggio solido di idrogeno possono essere integrati senza soluzione di continuità con le unità di produzione di idrogeno AEM dell’azienda, disponibili nella classe da 2 kW a 5 MW, e con le sue soluzioni complete per microreti idrogeno, realizzando così l’integrazione organica di «produzione – stoccaggio – utilizzo» dell’idrogeno in diversi contesti, quali sistemi energetici isolati, approvvigionamento elettrico per isole e basi per la difesa dei confini. La pratica innovativa di Hyto Energy non solo arricchisce il sistema tecnologico di stoccaggio dell’idrogeno del settore, ma offre inoltre un percorso tecnico più sicuro, efficiente e scalabile per l’industria globale dell’energia a idrogeno nel suo cammino verso un futuro a impatto zero di carbonio.