Idrogeno verde e acqua potabile dal mare con l’energia solare low cost

Produrre idrogeno verde e acqua potabile dal mare, usando solo il sole e senza infrastrutture. Non è una magia: ora è possibile. Un team del MIT ha presentato nel marzo 2025 una tecnologia solare in grado di generare energia pulita e acqua distillata direttamente dall’acqua salata. Il dispositivo, chiamato HSD-WE (Hybrid Solar Distillation – Water Electrolysis), integra pannello fotovoltaico, distillatore ed elettrolizzatore in un sistema unico.

Progettato per funzionare anche in assenza di rete elettrica o impianti di desalinizzazione, il sistema punta a risolvere 3 problemi chiave nella corsa all’idrogeno verde:

• l’alto consumo di acqua dolce;
• i costi operativi;
• la complessità degli impianti tradizionali.

Ma quanto è efficiente questa soluzione e quali sono le sfide per il futuro dell’energia?

Cos’è il dispositivo HSD-WE

L’idrogeno green, prodotto grazie all’elettrolisi dell’acqua alimentata da fonti rinnovabili, è considerato uno degli elementi più promettenti nella transizione energetica. Può essere stoccato, trasportato, usato in settori industriali difficili da decarbonizzare e persino impiegato come carburante. Il problema è che per produrre 1 kg di idrogeno servono almeno 9 litri di acqua, una risorsa scarsa in molte zone del mondo.

E l’elettrolisi, oltre all’acqua, richiede grandi quantità di energia elettrica. Finora, quindi, produrre idrogeno verde era una soluzione pulita sulla carta, ma troppo costosa, troppo “assetata” e troppo complessa per diventare davvero globale.

La svolta sembra arrivare dal nuovo dispositivo messo a punto dal MIT. L’Hybrid Solar Distillation – Water Electrolysis, funziona con il sole e l’acqua del mare, senza bisogno di infrastrutture. Integra un pannello solare, un distillatore termico e un elettrolizzatore in un’unica struttura.

Perché è innovativo?

È possibile definire questo strumento rivoluzionario? Apparentemente sì. Infatti si propone di risolvere in una sola mossa i grandi limiti che hanno frenato finora la diffusione dell’idrogeno verde. Il nuovo sistema sviluppato dal MIT riesce infatti a:

• usare acqua marina, evitando la competizione con agricoltura e uso umano;
• funzionare senza rete elettrica, grazie a un pannello solare ad alta efficienza;
• produrre acqua potabile come sottoprodotto;
• operare in modo completamente passivo, senza pompe né batterie.

A differenza di altri sistemi, non ha bisogno di impianti di desalinizzazione esterni. Tutto è integrato in un unico modulo compatto, adatto a zone remote, deserti, isole o villaggi off-grid. Una soluzione doppia, che genera energia e acqua proprio dove servono di più.

A oggi non è ancora stato dichiarato quanto potrebbe costare un simile strumento, né in fase di produzione che in quella di vendita. Si tratta, infatti, ancora di un prototipo da laboratorio, non industrializzato. È quindi difficile valutare se sarà accessibile su larga scala, soprattutto nei Paesi più vulnerabili o meno connessi.

La speranza, e il vero potenziale, sta proprio qui, ovvero rendere disponibile una tecnologia energetica autonoma e a basso costo alle comunità che hanno bisogno di emanciparsi e svilupparsi energeticamente.

Quanto è efficiente?

Il dispositivo HSD-WE raggiunge un’efficienza solare-idrogeno del 12,6%, uno dei valori più alti mai registrati in condizioni reali.

Significa che il 12,6% dell’energia solare raccolta viene effettivamente trasformata in idrogeno verde, senza passaggi intermedi o dispersioni significative. Cosa che avviene nelle tecnologie precedenti, come la media per l’idrogeno da fotovoltaico classico, che è intorno al 10%. I metodi più avanzati con acqua dolce raggiungono l’11-12% e con acqua di mare nessun sistema aveva superato finora il 10%.

Ogni metro quadrato del pannello produce, in un’ora di sole pieno:

• 35,9 litri di idrogeno verde, pronto per l’uso come combustibile pulito;
• 1,2 litri di acqua potabile, come sottoprodotto del processo.

E lo fa in modo passivo e continuo, senza bisogno di input esterni. Il sistema infatti sfrutta:

• la luce per generare elettricità (che alimenta l’elettrolizzatore);
• il calore residuo del pannello per distillare l’acqua marina;
• il calore di condensazione per riscaldare il reattore e rendere l’elettrolisi ancora più efficiente.

Quanto costa produrre idrogeno verde

La vera promessa di questa tecnologia non è solo nell’efficienza, ma nella possibilità concreta di abbattere i costi dell’idrogeno verde nel tempo.

Secondo l’analisi tecnico-economica del team del MIT:

• con 3 anni di utilizzo continuo, il costo di produzione dell’idrogeno scenderebbe a circa 5 dollari al chilo;
• con 15 anni di utilizzo, si arriverebbe a 1 dollaro al chilo, un traguardo che finora sembrava irraggiungibile.

Per confronto le tecnologie attuali, che usano acqua dolce e sono alimentate da rete elettrica o da impianti fotovoltaici separati, restano ferme intorno ai 10 dollari al chilo, principalmente per via del prezzo dell’energia elettrica e della purificazione dell’acqua.

Dove potrebbe essere usato subito

Il potenziale di questa tecnologia è globale, ma i suoi benefici immediati sono evidenti in almeno 3 scenari chiave. Per esempio nelle zone off-grid, come villaggi isolati, isole, regioni desertiche o colpite da conflitti dove mancano rete elettrica e impianti di trattamento dell’acqua. Qui, un sistema autosufficiente che produce energia e acqua può davvero cambiare la vita quotidiana.

Anche nei Paesi in via di sviluppo, dove l’HSD-WE non richiede infrastrutture avanzate per essere installato. Se verrà prodotto a costi contenuti, potrà essere adottato in contesti con risorse limitate, offrendo energia pulita e acqua potabile senza bisogno di impianti complessi.

Infine il dispositivo può essere integrato nei parchi fotovoltaici già esistenti potenziandone la resa energetica e aprendo alla produzione locale di idrogeno, riducendo la dipendenza da reti di distribuzione o combustibili fossili.

C’è poi un quarto scenario, forse il più visionario, cioè quello che immagine le comunità energetiche del futuro. Si possono pensare piccoli nuclei autosufficienti, capaci di produrre il proprio combustibile e la propria acqua, senza legami con le grandi utility.