Chiunque abbia visto il famoso filmato sgranato del disastro di Hindenburg ha familiarità con l'idea che l'idrogeno si accende facilmente. E mentre ci sono molte teorie contrastanti su come e perché l'Hindenburg ha preso fuoco, rimane una verità. La combustione sblocca l'energia immagazzinata, rendendo l'idrogeno utile come combustibile.
Continua a leggere per saperne di più sulla combustione di carburante, celle a combustibile e sull'alto costo delle emissioni pulite.
Contenuti
Sebbene sia l'elemento più abbondante nell'universo, l'idrogeno si trova più comunemente rinchiuso nell'acqua qui sulla Terra. Nel 19° secolo, un ricercatore di nome William Grove scoprì che l'applicazione di elettricità all'acqua, nota anche come elettrolisi, la separava nei suoi componenti di base di idrogeno e ossigeno. Nel gas risultante, idrogeno e ossigeno sono mescolati ma non legati insieme.
Il ricercatore Yul Brown ha approfondito la ricerca pratica sull'utilizzo di questo gas, ora noto come gas di Brown o HHO, come combustibile. Oggi i kit possono effettuare questo tipo di conversione nei motori a combustione interna per aumentare la resa chilometrica del gas.
I kit di celle a combustibile a idrogeno portano questa idea un ulteriore passo avanti. Grove ha anche teorizzato correttamente che potresti invertire il processo, combinando ossigeno e idrogeno per rilasciare elettricità. Il risultato è una cella a combustibile a idrogeno.
Tuttavia, non puoi semplicemente lanciare insieme gli atomi. L'idrogeno deve essere prima scomposto nelle sue particelle con carica positiva e negativa. Una cella a combustibile a idrogeno fa proprio questo. Proprio come in una batteria, su un lato della cella a combustibile c'è il polo positivo, dove viene introdotto l'idrogeno. Una pellicola polimerica consente solo il passaggio dei protoni degli atomi, strappandoli dall'idrogeno e lasciando dietro di sé solo gli elettroni con carica negativa.
Gli elettroni sono attratti dal lato positivo della cella a combustibile, un fenomeno noto come flusso di elettroni. Ma non possono passare attraverso il film polimerico come facevano i protoni. Invece, sono diretti all'esterno della cella a combustibile attraverso un circuito. Quando aggiungi un dispositivo elettrico come il motore di un'auto a questo circuito, il flusso di elettroni lo alimenta. Mentre continuano lungo il circuito verso il lato positivo della cellula, raccolgono i loro protoni, formando nuovamente idrogeno. L'idrogeno si lega anche all'ossigeno dell'aria circostante:il risultato è acqua.
Gli unici sottoprodotti dell'elettricità generata dalle celle a combustibile a idrogeno sono il calore e l'acqua, il che li rende una fonte di energia estremamente desiderabile, dal punto di vista ambientale. Ma i kit di celle a combustibile a idrogeno attualmente esistono solo come concept car a rilascio limitato o in miniatura per auto RC o in esperimenti scientifici pratici per bambini. Un paio di grossi ostacoli ostacolano l'ampio dispiegamento di celle a combustibile nelle flotte di trasporto mondiali, vale a dire i costi e la resa energetica netta.
La tecnologia delle celle a combustibile per l'alimentazione delle auto elettriche è attualmente più costosa dei motori convenzionali. Inoltre, per creare e far funzionare la cella può essere necessaria più energia di quanta ne possa a sua volta emettere. Quindi, nonostante la sua pulizia generale, la tecnologia delle celle a combustibile non è sempre efficiente.
È interessante notare che quelle stesse auto RC e i kit di esperimenti scientifici disponibili possono fornire un'idea di come le future celle a combustibile guadagneranno energia. Alcuni kit di modellini di auto utilizzano pannelli solari per assorbire l'energia per alimentare l'elettrolisi. Forse, man mano che l'energia solare diventa sempre più onnipresente, lo saranno anche le celle a combustibile a idrogeno.
