Molto prima che David Hasselhoff increspasse i pettorali sulle spiagge di "Baywatch", ha recitato in uno show televisivo chiamato "Knight Rider", un successo d'azione con una supercar di nome KITT. L'auto appariscente era così bella e così potente (quale adolescente maschio che si rispetti non voleva sedersi al volante?) che il nostro eroe dai capelli ricci inseguiva facilmente i cattivi per tutta la città a una sorprendente velocità di 300 miglia (483 chilometri) per ora. Dannazione, l'auto parlava persino come un nonno premuroso.
Cosa ha dato a KITT il suo incredibile potere? L'auto era dotata di un motore a idrogeno che permise a Michael Knight (Hasselhoff) di tormentare i più vili cattivi televisivi dei primi anni '80.
Più di un decennio dopo che la serie originale si è schiantata e bruciata nelle classifiche, politici, giornalisti e altri hanno iniziato a pubblicizzare l'idrogeno come l'energia del futuro, un'alternativa ai combustibili fossili come il carbone. Dissero che l'idrogeno era l'elisir magico che avrebbe alimentato tutti i nostri trasporti e le nostre esigenze elettriche. Dopotutto, l'idrogeno era abbondante e bruciato in modo pulito, il che teoricamente aiuterebbe a ridurre le emissioni di gas serra. Infatti, nel 2003, nientemeno che il presidente degli Stati Uniti George W. Bush, che ha fatto fortuna nel settore petrolifero, ha annunciato di destinare 1,2 miliardi di dollari nel tentativo di rendere l'idrogeno il carburante preferito dagli americani [fonte:CNN].
Chi potrebbe biasimarlo? L'idrogeno è una meravigliosa fonte di carburante. Diamine, alimenta il sole. Non solo, non possiamo mai rimanere senza idrogeno. È nella nostra aria e nella nostra acqua. L'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'universo (sebbene non sulla Terra).
Ma prima di investire in un veicolo alimentato a idrogeno, pensa a questo:la ruggine non dorme mai e nemmeno l'idrogeno. L'elemento rende fragile il metallo, ne riduce la forza e può indebolire un'auto come una termite attraverso il legno [fonte:Science Daily]. Sì, non va bene.
Facciamo un viaggio indietro nel tempo fino all'anno 1520. In Svizzera, un alchimista di nome Philippus Aureolus Paracelsus ha messo un pezzo di ferro in una soluzione di acido solforico. L'acido comincia a gorgogliare in "un'aria che irrompe come il vento". Sebbene Paracelso non lo sapesse allora, quel vento che faceva le bolle si rivelò essere idrogeno. L'elemento n. 1 fu ufficialmente nominato alla fine del XVIII secolo da Antoine-Laurent Lavoisier, un aristocratico francese che si dilettava nella scienza e alla fine perse la testa durante la Rivoluzione francese [fonti:ASME, Chemical Heritage].
Scienziati e inventori scoprirono presto che l'idrogeno di Lavoisier era l'elemento più leggero dell'universo. Anche se potrebbe rivelarsi meraviglioso per riempire i palloncini, non è stato così eccezionale quando si trattava di interazioni tra idrogeno e metallo. In effetti, gli atomi di idrogeno hanno la straordinaria capacità di filtrare attraverso vari metalli, rendendoli fragili, infine rompendoli, rompendoli e rompendoli [fonte:Science Daily].
Sebbene gli scienziati studino i fenomeni dal 1875, non comprendono appieno la fisica del problema. Quello che sanno è che gli atomi di idrogeno si diffondono o si diffondono facilmente attraverso i metalli, specialmente alle alte temperature. Gli atomi si ricombinano tra loro per formare molecole di idrogeno. Queste molecole trovano una casa negli angoli microscopici e fessure del metallo, creando un'enorme quantità di pressione. Quella pressione riduce la resistenza alla trazione del metallo. Crepa! Il metallo si rompe [fonte:McGill University].
I ricercatori non possono prevedere dove si verificherà l'infragilimento da idrogeno. Tutto quello che sanno è che il minuscolo atomo di idrogeno ama permeare e divorare la maggior parte delle leghe ad alta resistenza, compreso l'acciaio e quelle a base di nichel. Possono persino vederlo accadere durante le simulazioni al computer [fonte:McGill University]. La gravità dell'infragilimento varia con il tipo di lega e con la temperatura [fonte:Gray].
L'infragilimento da idrogeno è diventato la rovina di cose come portaerei, corazzate, aeroplani, astronavi e reattori nucleari. Occasionalmente, le conseguenze sono state mortali. Nel 1985, un soldato morì in Gran Bretagna quando i bulloni di un cannone semovente obice da 155 mm di fabbricazione americana si guastarono. I bulloni tenevano premuto il collettore che alzava e abbassava la pistola. I bulloni si spezzarono, inchiodando il soldato sotto il collettore. Gli investigatori hanno accusato l'infragilimento da idrogeno. Il gas rendeva i dardi così fragili che non potevano resistere ai pesanti scossoni prodotti dal fucile. Nel 1984 si ruppero anche i bulloni (anche per i supporti delle pistole) su un carro armato M1 Abrams [fonte:Anderson].
Gli scienziati stanno lavorando febbrilmente cercando di prevedere come, quando e dove avverrà l'infragilimento da idrogeno. L'industria automobilistica, tra gli altri, è preoccupata per questo. Come probabilmente saprai, i veicoli alimentati a idrogeno ottengono la loro energia da un dispositivo chiamato cella a combustibile . Le celle a combustibile consentono all'idrogeno di combinarsi con l'ossigeno per produrre calore ed elettricità. Gli unici sottoprodotti sono il calore e l'acqua [fonte:National Renewable Energy Laboratory].
Gli atomi di idrogeno possono penetrare nel metallo durante il processo di produzione, ad esempio quando i lavoratori cromatano parti di automobili, le saldano insieme o quando il metallo viene fresato o pressato. L'infiltrazione di idrogeno può verificarsi anche durante la guida dell'auto su strada. Gli atomi saturano il metallo, penetrando nei serbatoi di carburante e in altri componenti. Di conseguenza, parti di automobili come serbatoi di carburante, celle a combustibile e cuscinetti a sfera possono guastarsi senza preavviso. Il risultato? Costose spese di riparazione e peggio [fonte:Science Daily].
Non buttare ancora l'idea dell'auto a idrogeno. I ricercatori in Germania hanno studiato come gli atomi di idrogeno si muovono attraverso il metallo. Tracciando il percorso degli atomi, sperano di sviluppare materiali resistenti all'infragilimento che possano essere utilizzati nelle auto a idrogeno. Gli scienziati stanno anche cercando modi per fermare il processo di infragilimento riscaldando costantemente gli atomi di idrogeno che sono sempre in movimento [fonte:Science Daily].
Comprendendo meglio come gli atomi di idrogeno svolgono la loro attività distruttiva, scienziati e ingegneri sono fiduciosi che saranno in grado di realizzare serbatoi di carburante a bordo e altre parti che non si degradano nel tempo [fonte:Azom.com]. Prima che tu te ne accorga, guideremo tutti auto a idrogeno.
Fino a quando non ho iniziato a ricercare questo articolo, non avevo idea che l'idrogeno, l'elemento più abbondante nell'universo, fosse così distruttivo. Oh certo, conoscevo le basi del motivo per cui la mia amata Ford Ranger del 1993 iniziò ad arrugginire:ossigeno combinato con il ferro per formare ossido di ferro, e prima che me ne rendessi conto, stavo raschiando, adescando e verniciando. Immagino che non avrei dovuto essere sorpreso di sapere che l'idrogeno divora il metallo altrettanto facilmente. L'infragilimento da idrogeno è una questione seria, soprattutto quando l'idrogeno è una componente chiave per risolvere il nostro fabbisogno di carburante e aiutare il pianeta. Si spera che gli scienziati riescano a trovare una soluzione economicamente vantaggiosa al problema.
