Contesto: perché “idrogeno a bordo” invece di serbatoi di H₂ compresso
Per molte applicazioni mobili ad alta potenza—aviazione, mezzi pesanti e macchine agricole—l’energia deve essere disponibile per ore con vincoli severi su massa, volumi e sicurezza. In questi scenari, portare idrogeno come gas in bombole ad alta pressione o come liquido criogenico impone serbatoi complessi e ingombranti. L’approccio “on-board” seguito da InnoWaerm punta invece a trasportare un vettore liquido (ad esempio metanolo o ammoniaca) e ricavare idrogeno al bisogno con moduli compatti che includono microreattori e scambiatori di calore ad alta efficienza.
Che cos’è InnoWaerm: obiettivi, durata, finanziamento e soggetti coinvolti
InnoWaerm è un progetto coordinato dal Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT (Aachen) con il Fraunhofer Institute for Microengineering and Microsystems IMM (Mainz) come partner di progetto. L’iniziativa è sostenuta dal Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) attraverso il programma di validazione VIP+, con un finanziamento indicato in circa 1,5 milioni di euro. La durata dichiarata è dal 1 novembre 2025 al 10 ottobre 2027 (impostazione complessiva di 24 mesi di attività progettuali).
Dalla ricerca al trasferimento tecnologico: perché VIP+ conta nel caso InnoWaerm
Il programma VIP+ nasce per coprire la fase “di mezzo” tra risultati scientifici e applicazioni industriali: dimostrare fattibilità, casi d’uso e primi prototipi robusti in modo che aziende e investitori possano ridurre il rischio nelle fasi successive. Nel caso InnoWaerm, la validazione riguarda sia la stampabilità di un materiale notoriamente difficile (titanio-alluminuro), sia la messa a punto di componenti funzionali (reattori microstrutturati e scambiatori) da provare in condizioni operative realistiche e poi scalare verso una produzione industriale.
Perché metanolo e ammoniaca: vettori liquidi, catena di processo e requisiti di purezza
L’idea “H₂ on demand” si appoggia a reazioni chimiche note ma ingegneristicamente impegnative quando devono stare in pochi litri di volume e rispondere rapidamente ai transitori. Con il metanolo, una via comune è la riformazione con vapore per ottenere una miscela ricca di idrogeno, che richiede poi gestione termica e spesso trattamenti per ridurre CO se l’idrogeno alimenta celle a combustibile sensibili. Con l’ammoniaca, la “cracking” produce idrogeno e azoto ma tipicamente richiede temperature elevate e cura particolare per minimizzare tracce di ammoniaca a valle, soprattutto in sistemi con fuel cell. Fraunhofer IMM dichiara piattaforme tecnologiche dedicate sia a metanolo (reformer) sia ad ammoniaca (ammonia cracking) per applicazioni decentralizzate e mobili, coerenti con l’impianto del progetto.
Il cuore “termo-fluidodinamico”: scambiatori leggeri e microreattori microstrutturati
In un sistema di produzione H₂ a bordo, lo scambio termico è determinante: si devono recuperare calore, mantenere temperature di reazione, limitare perdite e farlo con bassa massa. I microreattori—con canali e superfici interne molto sviluppate—favoriscono trasferimento di calore e massa, ma richiedono geometrie interne complesse e tolleranze strette. È qui che la manifattura additiva in metallo diventa interessante: consente di integrare canali, collettori e funzioni in un unico componente, riducendo assemblaggi e punti deboli.
Perché il titanio-alluminuro (TiAl): vantaggi reali e limiti storici
Il titanio-alluminuro è un intermetallico noto per bassa densità e buone prestazioni ad alta temperatura, oltre a resistenza all’ossidazione/corrosione in condizioni severe. Queste caratteristiche lo rendono interessante per componenti “caldi” dove i kg risparmiati hanno impatto diretto su consumi e carico utile. Il rovescio della medaglia è la fragilità e la difficoltà di lavorazione: in molti casi la produzione è stata legata a rotte come colata o electron beam melting (EBM), mentre la stampa laser richiede controllo spinto di tensioni residue e criccabilità.
La parte “nuova” di InnoWaerm: LPBF su TiAl con preriscaldo per ridurre cricche e tensioni
Fraunhofer ILT indica di aver sviluppato ulteriormente il processo Laser Powder Bed Fusion (LPBF) per rendere lavorabile, via stampa 3D, il titanio-alluminuro considerato problematico proprio per la sua fragilità. L’elemento chiave descritto è una tecnica di preriscaldo nel processo di fusione laser per mitigare i gradienti termici, ridurre tensioni residue e quindi abbassare la propensione alla criccatura. Studi su TiAl e intermetallici in LPBF mostrano che strategie come riscaldamento della piattaforma/polvere e architetture di processo ad alta temperatura sono tra le leve più efficaci per arrivare a pezzi densi e privi di cricche.
Che cosa porta Fraunhofer IMM: dal reattore al sistema (fuel processing e integrazione con fuel cell)
Il contributo di Fraunhofer IMM, esplicitato come esperienza pluriennale in tecnologia dell’idrogeno decentralizzato e mobile, è cruciale perché una parte stampata “bella” non basta: serve un sistema che includa catalizzatori, gestione termica, controllo, sicurezza e compatibilità con celle a combustibile. Le tecnologie su metanolo e ammoniaca descritte da IMM insistono su modularità e scalabilità per generare idrogeno in applicazioni off-grid e mobili, allineate al tipo di integrazione che InnoWaerm vuole dimostrare in configurazioni “a bordo”.
Applicazioni target: perché aviazione, heavy-duty e agricolo hanno vincoli simili
Nel materiale di progetto viene citata esplicitamente l’aviazione come applicazione centrale: ogni chilogrammo conta e, allo stesso tempo, crescono i requisiti di riduzione delle emissioni. In parallelo, veicoli pesanti e macchine agricole devono operare a lungo, spesso lontano da infrastrutture, con richieste di potenza elevate e tempi di rifornimento rapidi. In questi ambiti, l’accoppiata vettore liquido + produzione H₂ a bordo + fuel cell (o sistemi ibridi) può risultare più praticabile di batterie di grande capacità, soprattutto quando massa e tempi operativi diventano il collo di bottiglia.
Sfide pratiche da validare: sicurezza, purezza dell’idrogeno, dinamica e scalabilità
La fase successiva del progetto è dichiarata come validazione in condizioni operative reali e dimostrazione di producibilità su scala industriale. In termini ingegneristici, i punti critici includono: stabilità dei materiali e dei giunti a cicli termici, perdite di carico nei microcanali, gestione dei transitori (accensione/spegnimento), qualità del gas (rimozione CO nel caso metanolo, rimozione NH₃ residua nel caso ammoniaca), integrazione con il bilancio di impianto della fuel cell e procedure di sicurezza per i vettori utilizzati. Il fatto che ILT e IMM mettano insieme competenze su processo LPBF e su fuel processing è coerente con queste esigenze “di sistema”.
Timeline dichiarata e prossimi passi
La comunicazione colloca la consegna formale del finanziamento al team InnoWaerm al 10 febbraio 2026 e ribadisce la cornice di progetto fino a ottobre 2027. Nel mezzo, gli obiettivi operativi citati sono: dimostrare che la produzione additiva in titanio-alluminuro è ripetibile per geometrie microstrutturate, validare i componenti in esercizio e portare il processo verso una producibilità industriale che consenta una successiva adozione in filiere di mobilità.
