Quando il dirigibile Hindenburg si avvicinò al suo molo a Lakehurst, New Jersey, il 6 maggio 1937, il dirigibile che teneva in alto i ponti passeggeri era pieno di idrogeno. Questo elemento, il più semplice - e il più abbondante - nell'universo, ha un protone con un solo elettrone che gli ruota attorno. L'idrogeno pesa anche il minimo di tutti gli elementi atomicamente. Può dare un bel pugno, creando grandi quantità di energia quando vengono introdotti ossigeno e una fonte di accensione. Quando l'Hindenburg esplose, il mondo fu testimone della potenza dell'idrogeno.
Mentre l'Hindenburg stava attraccando quella sera di maggio, la pelle esterna del dirigibile è stata esposta a una scintilla statica. In pochi secondi, le fiamme dilaniarono il dirigibile, riducendolo a una palla di fiamme e metallo contorto. Trentasei persone hanno perso la vita nel disastro [fonte:archivi nazionali]. E alla stessa velocità con cui l'Hindenburg bruciava, così anche l'opinione pubblica sull'idrogeno. Per molti decenni dopo il disastro, l'idrogeno è stato visto con scetticismo e persino allarme. Si è sviluppato un "fattore paura dell'idrogeno" per quanto riguarda l'elemento [fonte:Edwards].
Oggi, mentre crescono le preoccupazioni su una possibile diminuzione della fornitura globale di petrolio - e sull'aumento delle emissioni di inquinanti da quel petrolio - i ricercatori energetici stanno riconsiderando l'idrogeno come fonte di carburante. Certamente ha un'enorme quantità di promesse:l'idrogeno emette poco o nessun gas serra (GHG). I suoi principali sottoprodotti sono vapore acqueo e calore. L'idrogeno ha la più alta produzione di energia in peso di qualsiasi combustibile [fonte:CECA]. Ed è abbondante; l'idrogeno può essere prodotto da diverse fonti, dal gas naturale all'acqua stessa.
Ma la domanda rimane:il carburante a idrogeno è una fonte di energia sicura per le nostre auto? Come può l'idrogeno essere utilizzato anche come carburante? C'è un rapido primer nella pagina successiva.
L'idrogeno non è in realtà una fonte di energia:è un vettore di energia [fonte:CECA]. L'idrogeno trasporta l'energia che viene creata quando viene prodotta. È simile all'elettricità:non possiamo bruciare elettricità (che è un vettore energetico), ma l'elettricità può essere prodotta bruciando fonti di energia come gas naturale o petrolio. Quindi l'elettricità trasporta questa energia in altri luoghi, come le prese di casa tua.
Ciò significa che al vettore energetico deve essere data l'energia per trasportare, in parole povere. Quindi dobbiamo creare energia per produrre idrogeno. Questo è molto più semplice del metodo convenzionale per ottenere la nostra principale fonte di carburante, il petrolio. Per ottenere petrolio è necessario perforare le riserve, pomparlo fuori dal terreno, raffinarlo e inviarlo alla stazione di servizio. Utilizzando l'idrogeno come fonte di carburante, essenzialmente possiamo produrre il nostro carburante ed eliminare tutti questi passaggi, e forse il conflitto geopolitico causato dal petrolio.
L'idrogeno viene creato attraverso un processo noto come riforma . Certamente, possiamo generare idrogeno come mezzo di trasferimento di energia bruciando gas naturale o qualche altra fonte di combustibile a base di carbonio. In effetti, il reforming del metano (separare l'idrogeno dagli idrocarburi mediante la combustione di gas naturale) è attualmente il metodo più praticabile per produrre combustibile a idrogeno. Ma attraverso questo metodo, siamo di nuovo al punto di partenza, per quanto riguarda le emissioni di gas serra (GHG). Mentre il processo di trasferimento di energia dall'idrogeno sarà pulito, il processo di creazione dell'idrogeno continuerà a bruciare combustibili fossili ed emettere gas serra.
Proprio come ci sono modi più puliti per produrre elettricità (come l'energia idroelettrica), l'idrogeno può anche essere creato in modo pulito attraverso l'energia eolica o solare, anche attraverso i microbi che mangiano le alghe e producono idrogeno come prodotto di scarto [fonte:NREL]. I ricercatori stanno valutando questi metodi come metodi affidabili per produrre idrogeno senza bruciare combustibili fossili. E altri stanno cercando il modo migliore per utilizzare l'idrogeno prodotto per alimentare la tua auto.
Gli ingegneri automobilistici hanno ideato l'idrogeno celle a combustibile . Queste celle a combustibile creano elettricità per alimentare la tua auto attraverso la conversione elettrochimica . L'elemento chimico puro idrogeno è diviso nel suo protone ed elettrone, un processo che genera elettricità. Quando si mescola con l'ossigeno, il sottoprodotto del processo è l'acqua. Poiché una cella a combustibile non può produrre da sola elettricità sufficiente per alimentare un'auto, le celle devono essere assemblate per creare pile di celle a combustibile [fonte:Fuel Economy.gov]. Tuttavia, una volta che hai messo insieme alcune pile, la tua auto può ingrandire.
Tuttavia, rimane un grosso problema:immagazzinare l'idrogeno a bordo del tuo veicolo. Alcuni metodi sono già in uso. L'idrogeno può essere immagazzinato sotto forma di gas altamente pressurizzato o di un liquido estremamente freddo, come l'idrogeno criogenico. Funziona per immagazzinare idrogeno nelle pompe del carburante, ma non è pratico per trasportare carburante in auto. L'idrogeno liquido criogenico richiederebbe un sistema di bordo aggiuntivo per mantenere freddo il carburante. Ciò aggiungerebbe peso, che incide sull'efficienza energetica del veicolo.
I ricercatori stanno ancora studiando i modi ottimali per immagazzinare e sfruttare l'idrogeno come fonte di carburante. Parte di quella ricerca include dissipare i timori del pubblico sul carburante a idrogeno. La scienza potrebbe essere in grado di risolvere l'enigma del carburante a idrogeno, ma se i conducenti immaginano ancora di essere bruciati vivi in una palla di fiamme ardenti dopo una curva del paraurti, allora chi comprerebbe comunque un'auto alimentata a idrogeno? Forse la prossima pagina calmerà le tue preoccupazioni.
In molti casi, l'idrogeno è più sicuro del carburante che utilizziamo attualmente per alimentare le nostre auto. I carburanti a base di carbonio tendono a diffondersi come liquidi (come ben sai se ti sei mai versato benzina addosso alla pompa). Quando brucia, il combustibile convenzionale produce cenere calda, creando calore radiante. Questo non è il caso dell'idrogeno. Nella sua forma pura, l'idrogeno non brucia carbonio e non produce ceneri calde e pochissimo calore radiante [fonte:RMI]. Inoltre, quando l'idrogeno perde, sale rapidamente nell'atmosfera, quindi ha meno tempo per bruciare [fonte:Princeton].
Allora che dire dell'Hindenburg? Sia i sostenitori che gli oppositori del carburante a idrogeno si sono attaccati allo sfortunato dirigibile nel loro dibattito. Mentre gli oppositori lo indicano come un ammonimento, i sostenitori lo vedono come un esonero per l'idrogeno.
Sebbene l'idrogeno a bordo dell'Hindenburg abbia certamente bruciato con una forza incredibile, non è stato l'idrogeno a creare il disastro:era polvere di alluminio. Per riflettere la luce solare, la pelle di Hindenburg era ricoperta da questa polvere, una forma equivalente al carburante per razzi [fonte:RMI]. E il tessuto di cotone che componeva la pelle del dirigibile è stato impermeabilizzato con acetato altamente infiammabile [fonte:ABC]. I sostenitori dell'idrogeno sottolineano anche che le fiamme nel disastro di Hindenburg sono bruciate verso l'alto anziché spegnersi perché l'elemento è così leggero. Ciò ha lasciato i passeggeri nel vettore sottostante relativamente indisturbati dalle fiamme. Trentacinque delle 36 morti di Hindenburg furono il risultato di passeggeri che saltavano dal dirigibile; tutti coloro che sono rimasti a bordo sono sopravvissuti [fonte:RMI].
La sfida presentata dallo stoccaggio del combustibile a idrogeno è trovare modi per creare serbatoi di stoccaggio che non si riveleranno un avvertimento contro l'idrogeno per le generazioni future. In altre parole, quale sarebbe il miglior serbatoio di stoccaggio per evitare che l'idrogeno esploda in un incidente stradale?
I serbatoi d'acciaio sono una possibilità. Sono abbastanza forti da fungere da vettori affidabili per il gas idrogeno nelle automobili. Se si verifica un incidente, un serbatoio d'acciaio sarà probabilmente in grado di resistere a un impatto senza subire forature o rotture. Un problema con l'acciaio, tuttavia, è che l'idrogeno è così leggero e quindi meno denso della benzina. Qualsiasi serbatoio che contenga carburante a idrogeno pressurizzato dovrebbe essere molto più grande del normale serbatoio del gas della tua auto. Un serbatoio d'acciaio sarebbe piuttosto pesante e ridurrebbe l'efficienza energetica.
I materiali compositi sembrano offrire ancora più promesse dell'acciaio. I serbatoi in polietilene sono leggeri, possono essere sagomati per adattarsi a un'auto e sono progettati per polverare -- assorbire l'energia di un impatto, riducendo il serbatoio in polvere e apparentemente rilasciando l'idrogeno in modo sicuro nell'atmosfera [fonte:Princeton].
L'idrogeno può infine essere immagazzinato in materiali che possono trattenere l'elemento e rilasciarlo quando necessario. Alcuni tipi di metallo, come idruro di metallo , possono intrappolare le molecole di idrogeno all'interno della loro struttura compositiva. Qui, l'idrogeno viene immagazzinato in modo sicuro e rilasciato quando il metallo viene riscaldato. Ciò che rende questa tecnologia ancora più interessante è che il calore necessario per il rilascio delle molecole di idrogeno dai loro serbatoi di metallo potrebbe provenire dal calore di scarto prodotto da una cella a combustibile a idrogeno [fonte:DOE].
Non sembra che il "fattore paura dell'idrogeno" stia facendo molto per dissuadere la continua ricerca sulla sua fattibilità come fonte di carburante. E se il mondo sta davvero finendo il petrolio, potremmo dover mettere da parte queste paure una volta per tutte.
Per ulteriori informazioni sul carburante a idrogeno e altri argomenti correlati, visita la pagina successiva.
