L'idrogeno come carburante del futuro: proprietà e produzione

L'idrogeno: Carburante del Futuro

L'idrogeno è il carburante delle stelle. Ma anche un combustibile con una grande densità energetica, che può non produrre emissioni ed è in grado di aiutarci a risolvere la sfida energetica del nostro pianeta. Ha un solo problema: produrlo non è così semplice. Ma lo sviluppo delle tecnologie per ottenerlo in modo pulito, con l'aiuto delle fonti rinnovabili, apre a un nuovo futuro.

E' il primo elemento della tavola periodica ed è anche il più abbondante e il più leggero. Costituisce quasi il 90% della massa visibile dell'universo. Allo stato elementare non si trovasulla Terra, perché si disperde nello spazio, ma è presente, combinato con altri elementi, in molti composti come l'acqua, le sostanze minerali, gli idrocarburi e le molecole biologiche.

L'idrogeno ha un grande potere calorifico ed è un combustibile poco inquinante a differenza degli altri combustibili che hanno un forte impatto sul nostro pianeta.

in conclusione, la storia dell'idrogeno è una storia di scoperta scientifica, sviluppo industriale e innovazione tecnologica. Da una semplice scoperta nel XVIII secolo, l'idrogenoè diventato un elemento chiave nell'astronautica, nell'industria chimica e nella mobilità sostenibile. Mentre affrontiamo le sfide ambientali del nostro tempo, l'idrogeno continua a emergere come una risorsa cruciale per affrontare le sfide future dell'energia e dell'ambiente.

Produzione dell'idrogeno

PER IMPIEGARE L'IDROGENO LODOBBIAMO PRODURRE

Per quanto abbondantissimo nell'universo, sulla Terra l'idrogeno non è disponibile in natura da solo, ma è legato ad altri elementi, come ad esempio nell'acqua (molecola di idrogeno e ossigeno) o negli idrocarburi (idrogeno e carbonio).

Per separarlo dagli altri elementi con cui si trova sulla Terra è necessario "estrarlo" fornendo dell'energia che favorisca il processo di separazione e sostenendo un costo economico e spesso anche ambientale.

Dato che dobbiamo produrlo, con il contributo di un altro tipo di energia, l'idrogeno è considerato un VETTORE ENERGETICO (in grado di immagazzinare energia) e non una fonte energetica, come è invece quella solare o eolicaSoltanto il cosiddetto "idrogeno verde", ottenuto separandolo dall'acqua con un processo di elettrolisi alimentato da energia rinnovabile, è davvero a impatto zero, senza emissioni inquinanti e senza consumo di preziose risorse naturali.

La comunità scientifica e tecnologica è impegnata da tempo per rendere l'idrogeno verde più facile da produrre e più economico e, grazie agli enormi progressi fatti negliultimi anni, il traguardo sembra ormai a portata di mano.

Ecco perché molti esperti ritengono prossima una nuova era energetica dell'idrogeno, che seguirà a quella del petrolio, destinata a chiudersi.

Accumulo e Trasporto dell'idrogeno

L'idrogeno può essere accumulato e trasportato in forma gassosa, liquida oppure adsorbito su materiali speciali; ogni forma presenta vantaggi e svantaggi e tutte, se pur in gran parte già utilizzate, richiedono significativi sforzi di ricerca e sviluppo per un impiego su larga scala affidabile ed economicamente competitivo(quindi, per esempio, per costruire una rete adeguata al rifornimento degli autoveicoli).

Esistono diversi sistemi di trasporto dell'idrogeno molecolare. Può essere trasportato con carri bombolai quando stoccato in bombole, oppure tramite condutture dedicate (potenzialmente anche in forma liquida, ma al momento i costi sono molto elevati).

Utilizzi dell'idrogeno

• produrre altri composti (ammoniaca, metanolo, concimi, prodotti petroliferi e per il trattamento dei metalli)
• produrre energia (direttamente come combustibile o attraverso la cella combustibile)

L'adozione su larga scala dell'idrogeno blu e verde richiederà investimenti, innovazioni tecnologiche e un impegno globale per una transizione energetica sostenibile.

L'idrogeno oggi viene considerato come uno degli alleati principali per la decarbonizzazione, secondo gli obiettivi europei chevedono il raggiungimento delle zero emissioni entro il 2050.

Vantaggi dell'idrogeno

Energia Pulita

Nei suoi vari utilizzi non genera emissioni di anidride carbonica e altri gas climalteranti, né emissioni dannose per l'uomo e per l'ambiente. Può essere prodotto da fonti energetiche rinnovabili, attraverso l'elettrolisi dell'acqua utilizzando l'energia solare o eolica.

Alta Densità Energetica

E' il carburante con la maggiore densità energetica: 1 kg contiene la stessa energia di 2,4 kg di metano o di 2,8 kg di benzina.

Vettore Energetico

Permette il trasporto e la conservazione dell'energia nel tempo

Alta Efficienza di Conversione

. In un'auto a idrogeno con celle a combustibile fino al 60% dell'energia chimica dell'idrogeno viene convertita in energia motrice per il veicolo, mentre il rendimento meccanico di motori termici, come quelli a benzina o gasolio, oscilla tra il 20% e il 35%.

Svantaggi dell'idrogeno

Alti Costi di Produzione

Ha ancora un costo di produzione elevato rispetto ad altre fonti energetiche,principalmente a causa della bassa maturità tecnologica coinvolta nella sua produzione. Per il suo utilizzo come sostituto dei combustibili fossili, come la benzina o il diesel, l'industria automobilistica dovrebbe adattarsi all'utilizzo dell'idrogeno, oltre ad avere altre opzioni, come l'auto elettrica, che potrebbero essere utilizzate in alternativa.

Altamente Infiammabile

Allo stato puro l'idrogeno è altamente infiammabile. E quindi particolarmente pericoloso quando viene stoccato in grandi quantità in un contenitore chiuso.

La Produzione Causa Inquinamento

La produzione dell'idrogeno ha un forte impatto ambientale se utilizza le fonti energetiche inquinanti ( es. petrolio, gas, carbone ). Ha invece un impatto minimo se si basa sulle fonti di energia pulite ( es. solare, eolico, idroelettrico, ecc. )

Deve Essere Prodotto

Sulla Terra l'idrogeno non si trova allo stato puro ma soltanto in forma combinata nelle molecole con altri elementi chimici. La produzione dell'idrogeno richiede il consumo di energia.