I ricercatori del KIT superano la NASA e realizzano una svolta tecnologica verso un sistema energetico neutrale dal punto di vista delle emissioni di CO₂
Record di autonomia e prima produzione di elettricità con una turbina a gas a idrogeno senza compressore
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Una svolta nella generazione di elettricità verde con l'idrogeno: I ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno stabilito un record di autonomia con una nuova turbina a gas senza compressore. Il bruciatore, dotato di una rivoluzionaria tecnologia di combustione a guadagno di pressione, ha funzionato per 303 secondi. Questo risultato non solo supera il precedente record della NASA di 250 secondi, ma stabilisce anche nuovi standard per l'uso dell'idrogeno nell'approvvigionamento energetico, che, a differenza del gas naturale, può essere prodotto utilizzando fonti di energia rinnovabili. All'inizio di quest'anno, i ricercatori sono riusciti per la prima volta a generare elettricità con una turbina a gas a idrogeno senza compressore meccanico. Dal 20 al 24 aprile 2026, presenteranno la turbina a gas alla Hannover Messe.
Mentre i test precedenti duravano solo frazioni di secondo - altrimenti le camere di combustione si sarebbero fuse - il team del KIT ha ora esteso il tempo di funzionamento a più di cinque minuti. "Si tratta di un passo importante verso un'energia a idrogeno altamente efficiente e flessibile per un sistema energetico privo di combustibili fossili", spiega il professor Daniel Banuti, direttore dell'Istituto di tecnologia e sicurezza dell'energia termica (ITES). Il vantaggio principale di questa tecnologia è che non è necessaria alcuna energia per comprimere l'aria prima dell'accensione. "Una turbina a gas convenzionale, come quelle utilizzate nelle centrali elettriche o sotto le ali degli aerei, consuma circa il 50% della sua potenza per comprimere l'aria all'alta pressione necessaria per una combustione efficiente, potenza che non è poi disponibile per la generazione di elettricità", spiega Banuti.
La combustione a guadagno di pressione sostituisce la compressione meccanica
La turbina a gas senza compressore si basa sul principio della combustione a guadagno di pressione. A differenza delle turbine a gas convenzionali, che richiedono circa la metà della loro potenza per la compressione dell'aria, questo sistema genera l'alta pressione necessaria attraverso onde di detonazione all'interno della camera di combustione. Queste onde derivano da un'instabilità fluido-meccanica - modelli di onde e vortici nel flusso - senza bisogno di compressori meccanici. Ciò consente di risparmiare energia, ridurre il numero di parti in movimento e aumentare l'efficienza.
L'idrogeno come combustibile ideale per turbine ad alta efficienza
La tecnologia non è limitata all'idrogeno; tuttavia, l'idrogeno è particolarmente adatto perché reagisce in modo estremamente rapido e consente aumenti di pressione stabili. Questo apre le porte a turbine più leggere, economiche e ultra-efficienti per la generazione di energia e, a lungo termine, per l'aviazione.
Il primo successo nella generazione di energia senza compressore
L'accoppiamento di una turbina alla camera di combustione - e quindi la generazione di elettricità - pone un'altra sfida tecnica: "È estremamente difficile perché i processi di combustione molto rapidi e intensi nella camera rendono difficile il trasferimento stabile di energia alla turbina. Siamo i primi a far funzionare con successo una turbina di questo tipo e a generare elettricità nel processo", afferma Banuti.
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