Utilizzi dell’idrogeno

L’idrogeno è poi un ottimo combustibile che può essere utilizzato per produrre energia in due modi. Il primo metodo consiste nel bruciare l’idrogeno da solo, oppure aggiunto ad altri combustibili. Il secondo metodo consiste nel far reagire l’idrogeno in modo chimico con l’ossigeno (non bruciandolo), ottenendo direttamente energia elettrica attraverso un dispositivo chiamato cella a combustibile.

Direttamente come combustibile. La combustione dell’idrogeno non presenta particolari problemi e dà luogo ad emissioni molto meno inquinanti rispetto ad altri combustibili. I prodotti della combustione con aria sono acqua, idrogeno incombusto e tracce di ammoniaca. Quindi, se i motori delle automobili o le caldaie di casa venissero alimentate con questo gas, si potrebbe produrre energia evitando le emissioni di sostanze nocive. Inoltre, qualsiasi altro combustibile miscelato con l’idrogeno migliora la combustione e il suo rendimento. Per questo motivo negli Stati Uniti è stato sperimentato l’utilizzo di metano con l’aggiunta del 15% in peso di idrogeno, definito commercialmente Hythane.

Le celle a combustibile. L’idrogeno può essere utilizzato per alimentare le automobili che funzionano con le celle a combustibile. L’idrogeno liquido è usato anche come combustibile per alimentare i dispositivi che forniscono energia elettrica all’equipaggio a bordo di navi spaziali. L’acqua ottenuta come sottoprodotto da celle a combustibile può essere bevuta dall’equipaggio.
Così come nei trasporti, le celle a combustibile possono essere utilizzate negli edifici.
Infine, l’idrogeno potrebbe presto fornire energia a molti dispositivi elettronici, come telefoni cellulari, computer portatili, giocattoli, che oggi richiedono batterie pesanti e costose. Una cella a combustibile è leggera, poco costosa e dura più di una batteria normale. I telefoni cellulari, per esempio, potrebbero essere alimentati costantemente per mesi, e sarebbe sufficiente per acquistare periodicamente un piccolo tubo di combustibile ricco di idrogeno (come metano o metanolo) da inserire nel dispositivo, in modo da alimentare la piccola cella a combustibile.

La cella a combustibile

L’idrogeno può essere utilizzato per alimentare i veicoli provvisti di motore con celle a combustibile. L’idrogeno liquido è anche utilizzato a bordo delle navicelle spaziali per alimentare le celle a combustibile che forniscono l’elettricità necessaria per il funzionamento della strumentazione di bordo. L’acqua ottenuta come sottoprodotto da tali celle a combustibile può essere bevuta dall’equipaggio.

I veicoli a idrogeno

L’intervento in questo settore è orientato allo sviluppo sia di motori a combustione interna, sia di motori a celle a combustibile, questi ultimi essenziali per un sistema di trasporto a minimo impatto ambientale.
Nel primo caso si tratta di un motore con cilindri e pistoni, che brucia idrogeno invece di benzina o gasolio e non costringe a ripensare la tecnologia dei motori a scoppio.

Trasporti sostenibili

L’idrogeno può rappresentare una soluzione al problema delle emissioni (comprese quelle dei gas serra) generate dal settore dei trasporti. I veicoli ibridi con motore a combustione interna a carburante di origine fossile e a celle a combustibile potrebbero ridurre le emissioni di anidride carbonica di circa il 25% rispetto ai veicoli con motore a combustione interna più avanzati.

L’idrogeno è un gas che brucia nell’aria secondo la semplice reazione: idrogeno più ossigeno uguale acqua e calore, dando quindi come unico prodotto di reazione acqua pura. Inoltre, può essere prodotto sia da fonti fossili, sia da fonti rinnovabili, sia da fonte nucleare; può essere distribuito in rete abbastanza agevolmente, compatibilmente con gli usi finali e con lo sviluppo delle tecnologie di trasporto e di stoccaggio; infine, può essere impiegato in diverse applicazioni (produzione di energia elettrica centralizzata o distribuita, generazione di calore, trazione) con un impatto locale nullo o estremamente ridotto.

Si può dire, quindi, che l’idrogeno rappresenta in prospettiva un componente ideale di un futuro sistema energetico sostenibile, costituendo un incentivo verso l’impiego diffuso delle fonti rinnovabili, ma già nel breve-medio termine può rendere i combustibili fossili compatibili con le esigenze ambientali.

Le caratteristiche dell’idrogeno fanno sì che il suo ruolo possa essere complementare a quello dell’elettricità (che è un altro vettore energetico), con la differenza che il primo può essere accumulato e in seguito trasportato. L’idrogeno può quindi aprire la strada a fonti energetiche rinnovabili distribuite in tutto il mondo, dando ai Paesi del terzo Mondo l’opportunità di esportare energia e consentendo loro una maggiore indipendenza dagli stati esportatori di combustibili fossili.

La questione sicurezza

Esistono ancora molte perplessità per gli aspetti di sicurezza a causa della poca familiarità con questo vettore energetico. Tuttavia, un’analisi più attenta ridimensiona il concetto di pericolosità dell’idrogeno.
Questo gas è meno infiammabile della benzina (ha una temperatura di autoaccensione maggiore). L’idrogeno è il più leggero degli elementi e perciò si diluisce e si disperde molto rapidamente in spazi aperti.

L’idrogeno pulito

L’idrogeno è un combustibile a bassissimo livello di inquinamento. La sua combustione produce acqua e piccole quantità di ossidi di azoto. L’idrogeno può essere estratto da una varietà di composti ed è questo uno degli aspetti che lo rende attraente come combustibile del futuro. Per produrre l’idrogeno, però, è necessario consumare energia, operazione che ha un certo costo.