Ossidrogeno (“Gas di Brown”)

Schema Sintetico di “FuelCell”

L’Idrogeno non è una fonte di energia, bensì un mezzo per accumularla, un portatore di energia che potrà cambiare in futuro molti settori della nostra vita e, con la cella a combustibile, potrebbe rivoluzionare l’intero sistema energetico, sia come combustibile nel traffico o, come fornitore di energia per produrre elettricità e calore.

Nostro Lessico Usato

Si sa bene la differenza fra Idrogeno ed Ossidrogeno; nel linguaggio comune si tende però a confondere i due gas in quanto tutti e due derivano per usi commerciali dalla scissione dell’acqua; la realtà è che a noi interessa far sapere che la nostra ricerca è concentrata su un tipo di gas denominato “Gas di Brown” e la sua applicazione in riferimento al risparmio energetico che si ottiene grazie al suo utilizzo. Quindi in qualunque nostro testo dove si parla di Idrogeno, Ossidrogeno, Gas di Brown, si intende la composizione chimica di un unico gas.

Effetti sull’ambiente

Dalla reazione di idrogeno con ossigeno risulta teoricamente solo acqua demineralizzata e anche la sua combustione in motori e in turbine a gas produce emissioni inquinanti in quantità minime e trascurabili. Con la temperatura di combustione aumentano le emissioni di NOx in modo esponenziale, ma queste possono essere controllate con un’adeguata regolazione della temperatura. Usando celle a combustibile che funzionano a bassa temperatura, l’emissione di sostanze inquinanti è praticamente zero, ma anche le emissioni da celle a combustibile ad elevata temperatura sono fino a 100 volte minori rispetto a quelle prodotte da impianti convenzionali, anche se, nella valutazione dell’impatto ambientale, si deve però sempre considerare l’intera catena a partire dalla energia primaria. Il massimo ambientale lo si ottiene con l’utilizzo di fonti rinnovabili.

Disponibilità e Produzione

L’idrogeno è il più diffuso elemento del nostro universo, ma sulla terra è combinato con altri elementi. L’idrogeno è presente nella atmosfera solo in piccolissima concentrazione perché per la sua leggerezza tende a sfuggire al campo gravitazionale e a disperdersi nello spazio. È invece relativamente abbondante in forma combinata, soprattutto come acqua e come composti organici (idrocarburi, biomasse, ecc.). Esempi sono il gas metano (CH4) composto da un atomo di carbonio (C) e quattro atomi di idrogeno e i vegetali formati da combinazioni organiche più complesse. L’idrogeno si ricava da queste combinazioni mediante processi chimici che richiedono energia. Scientificamente si parla pertanto di una fonte energetica secondaria. Nel caso dell’idrogeno, l’energia per la sua preparazione non deve per forza derivare da fonti fossili, bensì anche dalla energia eolica, solare e idrica. A livello mondiale, più di 500 miliardi di metri cubi di idrogeno vengono attualmente prodotti, immagazzinati, trasportati e utilizzati, prevalentemente nella industria petrolchimica. La stragrande parte deriva da fonti fossili (gas naturale, petrolio) e risulta dalla elettrolisi cloro-sodio; circa 190 miliardi di metri cubi sono un prodotto secondario dei processi industriali di raffinazione del petrolio.

Elettrolisi

Tra i vari metodi che consentono di ricavare idrogeno, l’elettrolisi è l’unico di rilevanza pratica, oggi e possibilmente anche domani. L’elettrolisi, nella sua forma convenzionale, è usata da oltre 80 anni per produrre idrogeno per il mercato mondiale. La produzione di idrogeno per elettrolisi richiede l’impiego di energia elettrica, ovvero l’energia necessaria per scomporre l’acqua nei suoi due elementi H e O; la produzione di grandi quantità è pertanto economica solo in quei paesi dove l’elettricità può essere generata a costi convenienti, ad esempio dove la maggior parte dell’energia elettrica viene generata in centrali idroelettriche. Per i motori a combustione, la produzione di idrogeno è semplicemente legata alla produzione di elettricità che viene dalle batterie di accumulo. Usando come sorgente elettrica pannelli fotovoltaici o generatori eolici si pone il problema della discontinuità dell’alimentazione, ma i moderni elettrolizzatori hanno un comportamento dinamico e si adeguano al flusso discontinuo di energia elettrica, pertanto possono essere facilmente combinati con sistemi che usano fonti rinnovabili.

Considerazioni Finali

Per capire meglio questa tecnologia, è opportuno vedere il filmato sottostante che ne illustra la potenzialità.

“GasPare”

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