Quando si tratta di cercare la fonte di energia che sostituirà i combustibili fossili, le opzioni non mancano. L'energia solare, l'energia eolica , l'etanolo e i biocarburanti sono in genere i contendenti più citati per sostituire i motori a combustione a petrolio e le centrali elettriche a carbone.
Ma l'idrogeno si distingue come una promettente fonte di energia alternativa. Sebbene l'idea dell'idrogeno come fonte di carburante ampiamente utilizzata per alimentare le auto e generare elettricità sia un concetto relativamente nuovo in risposta alla ricerca di un'alternativa al petrolio, le celle a combustibile a idrogeno in realtà sono antecedenti al motore a combustione interna, che è stato inventato a metà del 19° secolo. secolo, di circa 20 anni.
Dato che la forma più elementare di questa tecnologia esiste da quasi 150 anni, perché è giunto il momento all'improvviso?
Perché l'idrogeno?
L'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'universo, quindi non c'è alcuna possibilità che i consumatori umani esauriscano la fornitura. Ci sono certamente risorse petrolifere sufficienti per soddisfare la domanda globale ora, ma molti esperti di energia prevedono che la fornitura mondiale di petrolio si esaurirà entro 60 anni, secondo un rapporto di Ars Technica . È così facile da produrre che il processo potrebbe essere completato a casa con l'attrezzatura giusta.
Esaurire la fornitura mondiale di petrolio o addirittura avvicinarsi alle inevitabili carenze che derivano da una popolazione in aumento - il pianeta ora ospita 7 miliardi di persone alla fine di ottobre - e la crescita economica non solo creerà una grave crisi energetica che renderà necessaria la rapida introduzione di alternative fonti di energia ; bruciare così tanto carburante significa anche un enorme onere per l'atmosfera nel processo. E questo non tiene nemmeno conto delle potenziali conseguenze ambientali dell'estrazione di petrolio greggio dalla Terra.
L'idrogeno, al contrario, brucia in modo pulito. L'unico sottoprodotto dell'energia a idrogeno è l'acqua e il calore, entrambi possono essere riciclati. Ciò significa essenzialmente trasformare un processo che consuma energia in uno che produce energia.
L'idrogeno, tuttavia, non è una fonte di energia pronta come petrolio e gas naturale. Piuttosto, è un mezzo per immagazzinare energia poiché l'idrogeno puro non è disponibile sulla Terra nelle quantità necessarie per alimentare un'intera economia energetica. Per ottenere l'idrogeno sotto forma di combustibile utilizzabile è necessaria energia. L'idrogeno può essere prodotto sia separandolo dalle molecole di ossigeno nell'acqua attraverso il processo di elettrolisi, sia scindendolo dalle catene di idrocarburi nei combustibili fossili, un processo che a sua volta crea emissioni di gas serra, come dettagliato in questo articolo .
In che modo l'idrogeno genera energia utilizzabile?
Le celle a combustibile a idrogeno non funzionano come i motori a combustione a petrolio, che si basano sul calore e sull'energia per creare energia.
Una cella a combustibile è composta da una pila, "un sandwich di anodi, catodi e altri materiali high-tech", come spiega Ed Grabianowski di .com . Il carburante a idrogeno liquido entra intorno agli anodi, dove gli elettroni attaccati all'idrogeno vengono separati dagli atomi stessi. Un elettrolita all'interno della cella a combustibile consente il passaggio dei protoni dell'idrogeno, ma non degli elettroni. Quando gli atomi di idrogeno raggiungono l'altro lato della cella a combustibile, il catodo, si lega all'ossigeno, creando calore e vapore acqueo.
Quali sono gli svantaggi dell'idrogeno?
A meno che tu non viva in California, che ha preso qualche iniziativa per costruire l'infrastruttura per supportare il rifornimento di idrogeno , è probabile che tu non abbia mai visto l'opzione di fare il pieno di idrogeno l'ultima volta che eri alla stazione di servizio.
D'altra parte, se sei stato di recente in un concessionario di automobili, è probabile che tu abbia visto veicoli con normali motori a benzina, diesel e probabilmente anche alcuni ibridi. Ma le auto a idrogeno? Non è probabile.
E questo è uno dei maggiori ostacoli all'implementazione di una nuova tecnologia energetica: i produttori ei distributori di energia hanno bisogno dell'infrastruttura per soddisfare la domanda del loro carburante. Ma la domanda non può esistere davvero senza l'infrastruttura che la supporti. È come il problema del "pollo e l'uovo", ma la differenza è che la soluzione probabilmente vale miliardi.
Un altro svantaggio significativo dell'idrogeno è che, sebbene sia abbondante, il combustibile a idrogeno può essere difficile e costoso da immagazzinare. A temperatura ambiente normale, l'idrogeno esiste come gas. Per portare l'idrogeno in uno stato liquido che può essere immagazzinato, trasferito ed eventualmente utilizzato come combustibile è necessaria una temperatura di -423 gradi Fahrenheit (-253 gradi Celsius). Mantenere il carburante a idrogeno così freddo richiede contenitori specializzati come quello nella foto a sinistra.
Infine, le auto alimentate a idrogeno sono attualmente troppo costose per l'acquisto da parte del consumatore medio. L'anno scorso, Toyota ha annunciato che entro il 2015 la casa automobilistica intendeva produrre un veicolo alimentato a idrogeno che costasse circa $ 50.000, una riduzione del 90% del prezzo attuale di questi stessi veicoli ora, secondo un rapporto di Bloomberg News . A un certo punto, i costi di produzione di ciascun veicolo arrivavano a 1 milione di dollari.
In altre parole, mentre l'idrogeno è promettente e ha una notevole attenzione e investimenti da parte delle società energetiche e delle case automobilistiche, non è ancora giunto il momento. Quindi sì, l'idrogeno potrebbe essere la fonte di carburante del futuro, ma domani probabilmente dovrai comunque riempire la tua auto con benzina vecchia e normale.
