Lo stoccaggio geologico di idrogeno nel sottosuolo è un’opzione abilitante per la diffusione di un’economia basata sull’idrogeno. Date le peculiarità chimico-fisiche dell’idrogeno stesso e vista la scarsa disponibilità di pubblicazioni sugli aspetti scientifici del comportamento dell’idrogeno stoccato in strutture geologiche, è opportuno investigare l’interazione fluido-roccia anche a scala di laboratorio.

Nel PTR 2022-2024 sono previste attività finalizzate ad analizzare la fattibilità in sicurezza del sequestro sotterraneo dell’idrogeno. In questo contesto si inquadra l’attività oggetto del presente rapporto, che descrive l’attività sperimentale “Laboratorio idrogeno”, volta alla realizzazione di prove di laboratorio che simulino l’iniezione di idrogeno in diversi campioni di roccia rappresentativi di possibili reservoir del territorio nazionale.

L’attività prevede che i campioni, adeguatamente trattati, vengano sottoposti ad una serie di analisi strumentali prima e dopo la prova di iniezione di idrogeno, per verificare eventuali cambiamenti nelle strutture reticolari a seguito del trattamento. Tali prove sono finalizzate a riprodurre – in piccola scala – quella che potrebbe essere la situazione di un tipico giacimento italiano destinato allo stoccaggio geologico dell’idrogeno e valutare le possibili interazioni tra il fluido e la roccia a seguito dell’iniezione di idrogeno nella stessa.

In particolare, nel corso dell’attività sono state selezionate le tipologie di rocce (argilla, sabbia, salgemma) per i test di iniezione di idrogeno in autoclave, le cui condizioni di temperatura e pressione sono state adeguatamente definite. I campioni sono stati sottoposti a 3 tipologie di analisi strumentali (XRD, SEM e BET) per la caratterizzazione strutturale e morfologica delle rocce prima e dopo le prove di iniezione con idrogeno, ai fini di verificarne la stabilità chimico-fisica durante l’esposizione ad alte pressioni di idrogeno.

Nel presente lavoro si riporta, quindi, il risultato dell’attività sperimentale condotta sulle 3 tipologie di roccia. I test di iniezione di idrogeno sono stati eseguiti grazie alla collaborazione con il Politecnico di Milano. Il confronto dei risultati ottenuti a monte e a valle dei test di iniezione ha consentito di comprendere i processi e le reazioni eventualmente avvenute sui campioni di roccia a seguito dell’iniezione di idrogeno, a beneficio della definizione del miglior sistema caprock-reservoir.