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Idrogeno come “vettore dell'energia” ed i modi per ottenerlo:

 

Si sente parlare spesso di questo gas e secondo alcuni, sarà proprio l'idrogeno ad alimentare i “marchinegegni” del futuro e liberarci dai combustibili fossili; tecnologie come le FUEL CELL sono conosciute e utilizzate gia dagli anni '60, mentre i primi motori endotermici alimentati con questo gas risalgono alla fine degli anni '70.

L'idrogeno, a differenza delle credenze di molti, non è una “fonte di energia”, infatti in natura troviamo solo poche tracce di idrogeno puro; tutto il resto (ed è veramente tanto in quanto circa il 75% dell'universo è idrogeno) si trova legato in composti chimici dei quali il più famoso è indubbiamente H2O.

Ricavare idrogeno puro da uno di questo composti richiede quindi energia e in linea di principio l'energia che ci vuole per ottenere idrogeno puro è maggiore di quella che ricaveremo utilizzando l'idrogeno che abbiamo appena raffinato. (vedi Considerazioni finali)

L'idrogeno è quindi da considerarsi come un “vettore dell'energia” in quanto permette di stoccare

facilmente enormi quantitativi di energia sotto forma di bombole di H2 liquefatto; le tecnologie per ottenere l'idrogeno sono molteplici (pirolisi e gassificazione del carbone, reforming, elettrolisi, estrazione dalle biomasse) ma le più utilizzate in ambiti pratici sono sostanzialmente il reforming degli idrocarburi e l'idrolisi dell'acqua:

 

Il reforming: questa tecnologia, per ora maggiormente usata, ottiene idrogeno a partire da idrocarburi come il metanolo, il metano, la benzina o l'ammoniaca; prendiamo ad esempio il reforming più utilizzato; quello del metanolo; la reazione chimica che si compie nel reformer è la seguente:

CH3OH+ H2O -> 3H2 + CO2

Il reformer opera vaporizzando in un bruciatore acqua e metanolo; questo fa si che l'ossido di carbonio (CH) contenuto nel metanolo si leghi agli atomi di ossigeno (O) dell'acqua ottenendo come prodotti della reazione idrogeno molecolare ( H2 ) e diossido di carbonio.

Questa tecnica, nonostante vanti un buon rendimento energetico non risolve il problema delle emissioni inquinanti (rendendo così vano il passaggio all'idrogeno per salvaguardare l'ambiente) e rende comunque dipendenti da idrocarburi derivati dal

Nell'immagine un'impianto di reforming dell'idrogeno

petrolio; inoltre l'idrogeno ottenuto non è puro in quanto non accade mai che una reazione si completi al 100%; questo implica che a seguito del reformer occorre uno stadio di raffinazione dell'idrogeno.

 

L'elettrolisi dell'acqua: quella dell'elettrolisi è invece la strada più semplice e pulita che ci possa essere per ottenere idrogeno purissimo; il procedimento è tanto banale che alle medie l'ho fatto pure io, un pomeriggio, dopo aver sfogliato il libro di “tecnica”. In pratica si prende una vasca d'acqua e vi si immergono due elettrodi (per l'esperimento vanno benone le mine di grafite dei lapis) collegati ad una batteria; la differenza di potenziale degli elettrodi fa sì che gli atomi di idrogeno, ionizzati, si raccolgono nei pressi del polo negativo (catodo), mentre gli ioni di ossigeno si comportano in modo diametralmente opposto. Il risultato è idrogeno e ossigeno puri, in forma gassosa. Per velocizzare il processo all'acqua

vengono talvolta aggiunte opportune sostanze (tra le più reperibili consiglio un cucchiaino di bicarbonato). L'elettrolisi è un processo pulito, che non libera inquinanti per l'ambiente e non necessita di particolari accorgimenti per essere realizzato; unica pecca il rendimento non molto elevato..

 

 

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