Che cos’è l’energia da idrogeno?

L’universo consiste in una miscela di una vasta gamma di componenti. Ogni componente ha un ruolo vitale nella composizione del mondo. I componenti più abbondanti nell’universo includono idrogeno, azoto e ossigeno. L’idrogeno è il componente più presente, che occupa il 75% dell’universo, e gioca un ruolo maggiore nella sostenibilità della vita. Oltre ad aiutare altre specie viventi a sopravvivere, l’idrogeno può essere utilizzato per generare energia.

L’idrogeno esiste in quasi tutta la materia vegetale e si trova anche naturalmente nell’acqua. Anche se il sole ha una percentuale maggiore di idrogeno gassoso, il gas è troppo leggero che praticamente scompare dalla superficie della terra quando viene trasportato dai raggi solari. Quindi, per ottenere efficacemente l’idrogeno gassoso, deve essere sfruttato dall’acqua, dal gas naturale o dalla biomassa.

Gas idrogeno

L’idrogeno è il più fondamentale di tutti gli elementi della Terra. L’atomo di idrogeno è composto da un solo protone e un solo elettrone. Come tale, è molto abbondante, ma non esiste realmente come forma separata di materia. Invece, è solitamente combinato con altri elementi. Separare l’idrogeno gassoso dalle sostanze che lo accompagnano richiede molto sforzo, ma produce una fonte di energia potente e quasi pulita. Come gas, può essere usato nelle celle a combustibile per alimentare i motori.

L’idrogeno gassoso viene estratto dall’acqua con una tecnica nota come elettrolisi, che comporta l’esecuzione di una forte corrente elettrica attraverso l’acqua per separare gli atomi di idrogeno e ossigeno. Il processo di elettrolisi è piuttosto costoso poiché comporta un alto dispendio energetico.

L’energia usata per generare elettricità nel processo di elettrolisi è sfruttata dai combustibili fossili come il petrolio, il gas naturale o il carbone. Può anche essere sfruttata da fonti di energia rinnovabile come il solare, l’eolico e l’idroelettrico per garantire che non ci siano emissioni di gas serra.

Ottenere volumi di idrogeno con questo metodo è ancora in fase di ricerca per stabilire un metodo fattibile per generarlo a livello nazionale ad un costo relativamente basso.

Un altro metodo di estrazione del gas idrogeno è lo steam-methane reforming o estrazione a vapore, che comporta la separazione degli atomi di idrogeno nel metano dagli atomi di carbonio. È la tecnica attuale usata per ottenere idrogeno gassoso in grandi quantità. L’aspetto negativo dello steam-methane reforming è che emette nell’atmosfera molti gas serra come l’anidride carbonica e il monossido di carbonio, che sono ricette per il riscaldamento globale.

Per ottenere elettricità dal gas idrogeno, questo viene convogliato in celle a combustibile dove si combina con l’ossigeno, e il risultato è una reazione chimica che genera elettricità e calore. L’idrogeno gassoso può anche essere semplicemente bruciato per alimentare i motori dei veicoli. I sottoprodotti di questa reazione chimica sono acqua e carbonio che viene usato per produrre metano e carbone.

Usi vari dell’idrogeno

L’idrogeno viene generato come sottoprodotto nelle industrie cloro-alcaline. In precedenza, veniva usato in parte per applicazioni non energetiche, e la parte restante veniva bruciata o scaricata nell’atmosfera. Attualmente l’idrogeno sottoprodotto è stato utilizzato per la produzione di prodotti chimici e per applicazioni vincolate (principalmente energia).

L’idrogeno è prodotto per applicazioni non energetiche, per esempio, nelle industrie di fertilizzanti e nelle raffinerie di petrolio. Sono stati sviluppati e dimostrati anche piccoli gruppi elettrogeni alimentati a idrogeno, autobus a celle a combustibile, tre ruote, due ruote (motociclette) e sistemi di combustione catalitica per i settori residenziali e industriali.

Svantaggi dell’energia da idrogeno

È una fonte di energia rinnovabile e abbondantemente disponibile

L’idrogeno è una ricca fonte di energia per molte ragioni, la principale è che è abbondantemente disponibile. Anche se ci vogliono molte risorse per sfruttarlo, nessun’altra fonte di energia è infinita come l’idrogeno. Questo significa essenzialmente che non c’è la possibilità che si esaurisca come altre fonti di energia.

Numerose fonti per produrre idrogeno a livello locale

L’idrogeno può essere prodotto sia in loco, dove verrà utilizzato, sia a livello centrale e poi distribuito. Il gas idrogeno può essere prodotto da metano, benzina, biomassa, carbone o acqua. I fattori come la quantità di inquinamento, le sfide tecniche e i requisiti energetici variano a seconda delle fonti utilizzate.

È praticamente una fonte di energia pulita

Quando l’idrogeno viene bruciato per produrre carburante, i sottoprodotti sono totalmente sicuri, il che significa che non hanno effetti collaterali noti. Le aziende aeronautiche usano l’idrogeno come fonte di acqua potabile. Dopo che l’idrogeno viene utilizzato, viene normalmente convertito in acqua potabile per gli astronauti sulle navi o nelle stazioni spaziali.

L’energia a idrogeno non è tossica

È una sostanza non tossica che è rara per una fonte di carburante. Questo significa che è amichevole verso l’ambiente e non causa alcun danno o distruzione alla salute umana.

Questo aspetto lo rende preferito rispetto ad altre fonti di carburante come l’energia nucleare, il gas naturale, che sono estremamente pericolosi o scoraggianti da sfruttare in modo sicuro. Permette anche all’idrogeno di essere usato in luoghi dove altre forme di carburante non sono permesse.

L’uso dell’idrogeno riduce notevolmente l’inquinamento

Quando l’idrogeno si combina con l’ossigeno in una cella a combustibile, si produce elettricità, che può essere usata per alimentare veicoli o guidare un motore elettrico come fonte di calore e per molti altri usi. Quando si combina con l’ossigeno, gli unici sottoprodotti sono acqua e calore, che è il vantaggio di usare l’idrogeno come vettore energetico.

L’uso di celle a combustibile a idrogeno non rilascia anidride carbonica e altri gas a effetto serra o altre particelle quando fonti rinnovabili come l’acqua o l’energia solare vengono utilizzate nel processo di produzione.

È molto più efficiente di altre fonti di energia

L’idrogeno è un tipo di energia efficiente poiché ha la capacità di trasmettere molta energia per ogni libbra di carburante rispetto al diesel o al gas. Questo significa categoricamente che un’automobile che utilizza l’energia dell’idrogeno percorrerà più miglia di una con la stessa quantità di benzina.

Per esempio, rispetto a una centrale elettrica convenzionale basata sulla combustione che di solito genera elettricità tra il 33 e il 35% di efficienza, le celle a combustibile a idrogeno sono in grado di generare elettricità fino al 65% di efficienza, avendo una capacità circa tre volte superiore.

Usato per alimentare le navi spaziali

L’efficienza e la potenza dell’energia a idrogeno la rendono una fonte di carburante ideale per le navi spaziali. La sua potenza è così elevata che è in grado di lanciare rapidamente le navi spaziali in missioni di esplorazione.

È anche la forma di energia più sicura per svolgere un compito così impegnativo dal punto di vista energetico. L’energia dell’idrogeno è, infatti, 3 volte più potente della benzina e di altre fonti fossili di carburante. Questo significa idealmente che c’è bisogno di meno idrogeno per completare un compito enorme.

Offre anche forza motrice per aeroplani, barche, automobili e applicazioni con celle a combustibile sia portatili che fisse. Lo svantaggio di usare l’idrogeno nelle automobili è che è praticamente difficile da immagazzinare in serbatoi criogenici o ad alta pressione.

Un sistema di produzione sostenibile

L’elettrolisi è un metodo in cui l’acqua viene separata in idrogeno e ossigeno. In questo caso, l’energia rinnovabile può essere usata per alimentare gli elettrolizzatori per produrre idrogeno dall’acqua che fornisce un sistema sostenibile indipendente dai prodotti petroliferi ed è anche non inquinante, non producendo emissioni. Alcune delle fonti rinnovabili usate per alimentare gli elettrolizzatori sono l’energia eolica, idrica, solare e delle maree.

Dopo che l’idrogeno è prodotto in un elettrolizzatore, può essere usato in una cella a combustibile per produrre elettricità. I sottoprodotti generati nel processo della cella a combustibile sono acqua e calore. Se le celle a combustibile funzionano ad alte temperature, il sistema può essere impostato come un cogeneratore, con l’energia di scarto utilizzata per il riscaldamento.

Svantaggi dell’energia da idrogeno

Mentre l’energia da idrogeno ha un sacco di vantaggi ammirevoli, non è proprio la fonte energetica preferibile, pulita ed economica per la maggior parte dei governi e delle aziende. Allo stato gassoso, è piuttosto volatile.

Mentre la sua volatilità gli dà un vantaggio rispetto ad altre fonti di energia in termini di realizzazione di numerosi compiti, lo rende ugualmente rischioso da usare e da aggirare. Alcuni degli svantaggi dell’energia idrogeno includono:

L’energia idrogeno è costosa

L’elettrolisi e lo steam reforming, i due principali processi di estrazione dell’idrogeno, sono estremamente costosi. Questo è il vero motivo per cui non è molto utilizzato in tutto il mondo. Oggi, l’energia a idrogeno è usata principalmente per alimentare la maggior parte dei veicoli ibridi.

È necessaria molta ricerca e innovazione per scoprire modi economici e sostenibili per sfruttare questa forma di energia. Fino ad allora, l’energia a idrogeno rimarrà esclusivamente per i ricchi.

Complicazioni di stoccaggio

Una delle proprietà dell’idrogeno è che ha una densità inferiore. Infatti, è molto meno denso della benzina. Questo significa che deve essere compresso allo stato liquido e immagazzinato allo stesso modo a temperature più basse per garantire la sua efficacia ed efficienza come fonte di energia.

Questa ragione spiega anche perché l’idrogeno deve essere sempre immagazzinato e trasportato sotto alta pressione, motivo per cui il trasporto e l’uso comune è tutt’altro che fattibile.

Non è la fonte di energia più sicura

La potenza dell’idrogeno non deve essere affatto sottovalutata. Anche se la benzina è un po’ più pericolosa dell’idrogeno, l’idrogeno è una sostanza altamente infiammabile e volatile che fa spesso notizia per i suoi potenziali pericoli. Rispetto al gas, l’idrogeno non ha odore, il che rende quasi impossibile rilevare qualsiasi perdita. Per rilevare le perdite, bisogna installare dei sensori.

Tricky to Move Around

È un compito arduo trasportare brillantemente l’idrogeno a causa della sua leggerezza. Il petrolio può essere trasportato in modo sicuro perché è per lo più spinto attraverso i tubi.

Il carbone può essere comodamente trasportato in camion a cassone ribaltabile. Anche l’idrogeno presenta delle sfide quando si pensa di spostarlo in grandi quantità, ed è per questo che viene trasportato per lo più solo in piccoli lotti.

Dipende dai combustibili fossili

L’energia dell’idrogeno è rinnovabile e ha un impatto ambientale minimo, ma la sua separazione dall’ossigeno richiede altre fonti non rinnovabili come carbone, petrolio e gas naturale. I combustibili fossili sono ancora necessari per produrre l’idrogeno combustibile.

L’energia dell’idrogeno non può sostenere la popolazione

Nonostante il fatto che l’idrogeno sia abbondantemente disponibile, il costo del suo sfruttamento ne limita un ampio utilizzo. Come ti rendi conto, è piuttosto impegnativo sconvolgere lo status quo.

L’energia dai combustibili fossili domina ancora il mondo. Non c’è nemmeno un quadro messo in atto per garantire un’energia a idrogeno economica e sostenibile per i normali proprietari di auto in futuro.

Anche se l’idrogeno diventasse economico adesso, ci vorrebbero anni per diventare la fonte di energia più utilizzata, poiché i veicoli stessi e le stazioni di servizio dovrebbero essere personalizzati per conformarsi ai requisiti dell’idrogeno. Questo richiederebbe un massiccio esborso di capitale.

È un fatto che l’energia a idrogeno è una risorsa rinnovabile perché è abbondantemente disponibile, e i suoi impatti sono enormemente trascurati. Tuttavia, le aziende che producono idrogeno avranno, in senso reale, bisogno di altre forme di energia non rinnovabile come quella fossile (carbone, gas naturale e petrolio) per separarlo dall’ossigeno. Potremmo essere in grado di ridurre al minimo l’eccessiva dipendenza dai combustibili fossili quando abbracciamo l’energia a idrogeno, ma sarà scoraggiante eliminarla dal sistema.

U.S. DoE
U.S. EPA
  • Autore
  • Post recenti
Un vero ambientalista di cuore ❤️. Ha fondato Conserve Energy Future con il solo motto di fornire informazioni utili relative al nostro ambiente in rapido esaurimento. A meno che tu non creda fortemente nell’idea di Elon Musk di rendere Marte un altro pianeta abitabile, ricordati che non c’è davvero un ‘Pianeta B’ in tutto l’universo.

Latest posts by Rinkesh (see all)
  • Le palline da golf sono riciclabili? (E sono biodegradabili?) – March 2, 2021
  • Le bacchette sono riciclabili? (E sono compostabili o biodegradabili) – 2 marzo 2021
  • Il nastro adesivo è riciclabile? (Ed è compostabile o biodegradabile?) – 2 marzo 2021

gas idrogeno

Leave a Reply

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.