Il metodo made in Italy per produrre Idrogeno

26 Lug

Da molti anni, ormai, sentiamo parlare di un futuro energetico incentrato sull’idrogeno. Molti, parlano di questo possibile combustibile addirittura speculando su un passaggio dall’era del petrolio a quella dell’idrogeno. Come tutti sappiamo, questa soluzione potrebbe essere utilizzata in tantissimi settori. Anche se il più noto, e lasciatemi dire su cui tante leggende sono state create, è quello delle macchine alimentate a idrogeno, questo elemento potrebbe servire per produrre corrente elettrica ed energia nei più svariati settori industriali, consentendo, finalmente, di mettere da parte i fortemente inquinanti idrocarburi ma, soprattutto, l’economia basata su questi oli che non ha fatto altro che creare centri di potere, in primis, e guerre per l’appropriazione e lo sfruttamento dei giacimenti sparsi per il mondo.

Perché, ancora oggi, visto che molti parlano di una panacea di tutti i mali, non utilizziamo l’idrogeno?

Come sapete, molti parlano di poteri forti in grado di bloccare lo sviluppo di queste tecnologie per puri fini economici. Da un lato, queste affermazioni sono corrette. Non voglio nascondermi dietro un dito e dire che viviamo in un mondo ideale. Come tutti sanno, i soldi fanno andare l’acqua in salita ma, soprattutto, decidono dove l’acqua deve passare e dove no. Questo lato economico-oscuro non è però materia del nostro blog. Quello su cui invece vorrei spingere tutti a ragionare è il discorso prettamente energetico e ambientale dell’idrogeno.

Anche molti tra i cosiddetti esperti dell’energia, un po’ per secondi fini ma, mi dispiace dirlo, a volte anche per ignoranza, quando parlano di fonti alternative, dunque non solo idrogeno, dimenticano sempre di prendere in considerazione l’intera filiera del settore che non comprende solo l’utilizzo della risorsa ma anche la sua estrazione o eventuale produzione, stoccaggio, distribuzione, ecc.

Che cosa intendo con questo?

Facciamo un esempio pratico ma inventato. Immaginate di trovare una nuova fonte energetica che possa essere utilizzata per alimentare le automobili. Questa risorsa rende la vostra macchina assolutamente non inquinante e costa 1/10 della benzina. Bene, annunciate la vostra scoperta su internet e immediatamente si formerà un esercito di internauti pronti a parlare della vostra genialata e del fatto che la ricerca, insieme con qualche burocrate in giacca, cravatta e occhiali scuri, vi sta ostacolando. Scommetto che questa storiella ve ne ricorda tante altre sentite in questi anni. Dov’è il problema? Semplice, anche se il nostro carburante costa poco e non inquina, come si produce? Dove si estrae? Se per produrre questo carburante dovete utilizzare carbone, oli o elementi chimici che produrrebbero un effetto sull’atmosfera peggiore di quella dell’uso del petrolio, la vostra invenzione sarebbe ancora molto conveniente? Direi proprio di no.

Bene, questo è quello che vorrei far capire. Ogni qual volta si parla di qualcosa legato all’energia e all’inquinamento, dovete sempre mettere in conto tutti gli aspetti legati a quella determinata risorsa. Esempio pratico? I pannelli solari producono energia dalla fonte rinnovabile per eccellenza, il Sole. Nessuno però vi racconta mai dei costi di produzione dei pannelli o, soprattutto, di quelli di smaltimento dei pannelli ormai esausti. Tenendo conto di questi fattori, si deve ridimensionare molto il vantaggio ottenuto con l’uso di pannelli commerciali. Per carità, non voglio dire che questa soluzione debba essere scartata. Il mio pensiero vuole solo mostrare gli altri aspetti che spesso, soprattutto tra i sostenitori di una tecnologia, vengono completamente taciuti.

Perdonate questa mia lunga introduzione, ma quanto detto è, a mio avviso, importante per inquadrare al meglio la situazione.

Tornando ora al discorso idrogeno, come forse avrete letto, un team di ricercatori del CNR, per essere precisi della sezione di Firenze, ha trovato un nuovo processo di produzione dell’idrogeno che riesce a sfruttare i cosiddetti oli rinnovabili.

Perché è così interessante questa notizia? Alla luce di quanto detto sopra, ad oggi, esistono due modi principali di produzione dell’idrogeno, entrambi con criticità molto importanti. Il primo metodo di produzione consiste nell’estrazione dell’idrogeno dal metano. Per poter avviare il processo è però necessario ossigenare l’ambiente. In questo caso, la produzione di idrogeno è accompagnata da quella di anidride carbonica. Risultato? La produzione di CO2, come è noto, è da evitare per le conseguenze sull’ambiente. Vedete come le considerazioni iniziali ci consentono di fare ora un’analisi critica dell’intero processo?

Il secondo metodo possibile per la produzione dell’idrogeno è semplicemente basato sull’elettrolisi dell’acqua, cioè nella scomposizione di questa fonte nota e ampiamente disponibile in idrogeno e ossigeno. Quale sarebbe ora il rovescio della medaglia? Per fare l’elettrolisi dell’acqua occorre fornire molta energia, energia che deve ovviamente essere messa in conto quando si calcola il rendimento della risorsa. Esempio pratico, se per innescare l’elettrolisi utilizzate energia prodotta da fonti rinnovabili, questo contributo inquinante deve essere contabilizzato e l’idrogeno non è più così pulito. Oltre al problema del costo energetico di produzione, nel caso dell’elettrolisi si deve considerare anche il fattore sicurezza. Idrogeno e ossigeno vengono prodotti ad alte pressioni. Se, per puro caso, i due elementi vengono in contatto tra loro, si crea una miscela fortemente esplosiva.

Alla luce di quanto detto, credo che ora sia più chiaro a tutti il perché, escluso il discorso economico legato al petrolio, ancora oggi la futuribile economia dell’idrogeno ancora stenta a decollare.

Bene, quale sarebbe allora questo metodo made in Italy che i ricercatori del CNR hanno inventato? Come anticipato, questo sistema di produzione sfrutta gli alcoli rinnovabili. Credo che tutti abbiamo bene in mente cosa sia un alcol, perché però parliamo di rinnovabili? Detto molto semplicemente, si tratta degli alcoli, glicerolo, metanolo, ecc., prodotti dalle biomasse, quindi sfruttabili, rinnovabili e anche assolutamente diffuse.

Come funziona questo metodo?

Come noto alla chimica, rompere la molecola d’acqua in presenza di alcoli richiede molta meno energia rispetto a quella necessaria in presenza di sola acqua. Nessuno però, fino ad oggi, aveva pensato di sfruttare questa evidenza per la produzione di idrogeno. La vera innovazione di questo processo è nell’aggiunta di elettrodi nanostrutturati ricoperti di palladio che fungono da catalizzatori per il processo e raccolgono l’idrogeno prodotto nella reazione. A questo punto, immergendo gli elettrodi in una soluzione acquosa di alcoli è possibile rompere la molecola di acqua producendo idrogeno, evitando la formazione di ossigeno libero e, soprattutto, risparmiando il 60% dell’energia rispetto all’elettrolisi.

Come annunciato anche dagli stessi ricercatori, questo sistema potrà servire in un primo momento per la produzione di batterie portatili in grado di fornire energia in luoghi isolati e, a seguito di ulteriori ricerche e perfezionamenti, potrà essere sfruttato anche per la realizzazione di generatori da qualche KWh fino a potenze più alte.

Apro e chiudo parentesi, non per essere polemico ma per mostrare l’ambito nel quale molto spesso le ricerche si svolgono. Il gruppo di ricerca è riuscito a trovare i finanziamenti per i suoi studi perché al progetto hanno partecipato alcuni enti privati finanziatori, tra cui il credito cooperativo di Firenze.

Solo per concludere, e giusto per ricalcare nuovamente il fatto che la ricerca non si è dimenticata dell’idrogeno, anche a livello governativo, nelle direttive per l’obiettivo 2020 è stato imposto un target di 45KWh per la produzione di 1 Kg di idrogeno. Obiettivo considerato futuribile fino ad oggi ma che richiedeva ricerca aggiuntiva sui sistemi di produzione. Bene, il metodo inventato dal CNR richiede soltanto 18.5KWh per produrre 1 Kg di idrogeno. Direi che questo rende sicuramente il processo economicamente vantaggioso e apre finalmente le porte a un utilizzo, che sarà sempre e comunque graduale, di questa risorsa nella vita di tutti i giorni.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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10 Risposte to “Il metodo made in Italy per produrre Idrogeno”

  1. Renato luglio 27, 2014 a 7:48 am #

    Caro Matteo,
    Ottima notizia, anche perché non si tratta del solito “ricercatore indipendente” ma di un team di persone credibili. Immagino che i tempi applicativi saranno lunghi. Per quanto possa essere conveniente la produzione di idrogeno con questo sistema, i tempi ed i costi per la conversione degli utilizzatori non sono da sottovalutare. Anche solo la conversione delle centrali elettriche pone problemi mostruosi.
    Forse sarebbe più opportuno cominciare a pensare ad una nuova generazione di centrali, in cui produrre idrogeno e utilizzarlo in loco per produrre elettricità, creando nuove aree pronte per un futuro ampliamento.
    Ciao.
    Renato.

    • psicosi2012 luglio 27, 2014 a 2:16 pm #

      Caro Renato,
      sono ovviamente d’accordo con quello che scrivi. Riguardo alle tempistiche, oltre ai discorsi già fatti degli interessi economici e della tecnologia, secondo me è importante considerare la “voglia” di avere nuovi sistemi tecnologici disponibili. Cosa significa? Quando le persone mi chiedono cosa ne penso dell’idrogeno e sarà una tecnologia disponibile a breve, io faccio sempre l’esempio del nylon, si proprio il tessuto. prima della seconda guerra mondiale, la seta era molto richiesta da USA e Europa per la preparazione di abiti. Durante il conflitto, per dispetto, i giapponesi, grandi allevatori di bachi, smisero di esportare il tessuto. Cosa succede allora? Di necessità, virtù. Poichè la seta non era disponibile, fu necessario mettersi al lavoro per trovare un adeguato sostituto e, magari, già che ci siamo, anche più economico. Fu proprio così che venne introdotto il nylon. Anche se molti lo ignorano, il nome è un acronimo che sta per: “Now You Lose Old Nipppon”. Anche nel nome la provocazione.
      Cosa voglio dire con questo? Semplice, finché non ci sarà una necessità vera di poter usufruire di altre fonti energetiche, continueremo ad utilizzare il petrolio, non investiremo in ricerca tanto dalle pompe la benzina esce!
      Speriamo che da qui a poco tempo si inizi veramente ad investire in questo settore in modo da poter disporre a breve di soluzioni praticabili.

      Buona domenica,
      Matteo

      • alessandro luglio 28, 2014 a 2:50 pm #

        Sono d’accordo su tutto l’articolo, ma la storia sul nome del Nylon mi sembra una leggenda metropolitana…

        Tratto da wikipedia, che non sarà la Treccani, ma è sempre più affidabile di molti altri siti:

        “Nel 1940 John W. Eckelberry della DuPont dichiarò che le lettere “nyl” furono scelte a caso ed il suffisso “-on” fu adottato perché già presente in nomi di altre fibre (cotone, in inglese cotton, e rayon). Una successiva pubblicazione della DuPont spiegò che il nome scelto inizialmente fu “no-run”, dove “run” assumeva il significato di “unravel”, “disfarsi”, e che fu modificato per migliorarne il suono ed evitare potenziali reclami.

        Una leggenda metropolitana vuole che nylon altro non sia che l’acronimo di: Now You Lose Old Nippon. Questo perché in seguito agli avvenimenti della seconda guerra mondiale il Giappone impedì l’importazione di seta dalla Cina che serviva agli Stati Uniti per tessere i paracadute dei soldati. A questo punto gli Stati Uniti si ingegnarono e crearono questo nuovo materiale sostitutivo dandogli appunto tale acronimo. Un’altra leggenda metropolitana vuole, invece, che il nome derivi da quelli di New York e Londra, ma nemmeno di questo si hanno prove.”

        Anche perché se il nylon fu realizzato e brevettato alla fine degli anni 30, i giapponesi attaccarono Pearl Harbor solo nel dicembre del 41.

        In ogni caso, se una cosa non puoi provarla, non esiste. Che in effetti è la base di questo sito.

      • psicosi2012 luglio 28, 2014 a 7:45 pm #

        Ciao Alessandro,
        Riguardo al nylon, hai pienamente ragione. Purtroppo, almeno da quanto ho visto, e da come hai riportato anche tu, non esiste una fonte originale e certificata sul perché del nome.

        Nel caso specifico del mio commento, l’esempio era appunto per mostrare come di necessità virtù. Allo stesso modo del nylon, almeno dal mio punto di vista, se ci fosse un reale bisogno di fonti come l’idrogeno, sicuramente si assisterebbe ad un balzo avanti della ricerca spinta anche da cospicui finanziamenti.

        Grazie mille dell’interessante commento e della pronta, e ripeto giusta, osservazione.

        Buona serata,
        Matteo

  2. Bombarda luglio 27, 2014 a 9:24 am #

    Credo rimanga una confusione di fondo: l’idrogeno non è una “fonte di energia” ma un “vettore di energia”, non si trova in natura, bisogna produrlo usando altre fonti di energia e cercando di scegliere quelle non inquinanti.
    Poi c’è chi sulla confusione ci specula per sparare qualche bufala, ecco un esempio:
    http://ununiverso.altervista.org/blog/13743/
    Abbiamo uno “scienziato dell’area 51” (ma quanta gente ha lavorato in quest’area 51?), che ha adattato la sua auto per farla andare ad idrogeno, l’idrogeno è immagazzinato in un non ben precisato “idruro”, fin qui la cosa potrebbe anche andare bene, la possibilità di immagazzinare idrogeno in idruri metallici è allo studio, poi si parte per la tangente: il governo ha vietato la vendita dell’idruro, non si precisa di quale idruro si tratti, ma il nostro ricercatore se lo fabbrica da solo grazie ad un acceleratore di particelle portatile…cosa c’entri un acceleratore di particelle non si sa, ma da un tono di alta scienza a tutta la storia.

    • psicosi2012 luglio 27, 2014 a 2:07 pm #

      Caro Bombarda,
      grazie mille per il commento. Leggendo in rete, sono sempre più convinto, come te, che tra umani e alieni, c’è più gente nell’area 51 che in tutti gli Stati Uniti.
      Per il resto, è la solita storia che si sente ogni tanto. C’è questo tizio che ha modificato la sua auto per andare a idrogeno, acqua, rifiuti, olio di semi, urina, zucchero …. ora è già stato minacciato di vita da questa o quella compagnia petrolifera, oppure è già morto o, ancora, è il governo lo ha rapito.
      Sai qual è la cosa più tragicomica? Che tantissime persone credono a queste favole. Se tutti ci impegnassimo per sostenere la ricerca di fonti diverse, veramente pulite dall’inizio alla fine, allora forse potremmo avere un peso. Sparpagliare idee e concetti o, peggio ancora, creare confusione, non fa altro che distrarre le masse dai veri problemi reali del nostro tempo.

      Buona domenica,
      Matteo

  3. Hans-Hermann Uffrecht luglio 27, 2014 a 10:53 am #

    Caro Matteo,

    munderbar, anche quando la nazisti H2O2 e D2O è stato prodotto in Norvegia in modo simile, gli additivi elettrolisi erano tenuti segreti e rilasciano l’ossigeno e idrogeno.
    Il solo incidentalmente. –
    Un tecnologicamente nuovo modo per l’energia pulita è una buona cosa e ricercatori che coraggiosamente perseguono questo obiettivo merita lode e ringraziamenti!
    Purtroppo, ci sono le tristi esperienze in Germania,
    dove le maggiori potenze economiche del finanziario internazionale fanno di tutto, assolutamente tutto,
    per i loro profitti grasso per garantire da cittadini comuni
    e anche fare di tutto per spostare tutte le proprie spese sui cittadini comuni.
    Questo è anche l’argomento circa il cavo di alimentazione per l’energia eolica fino alla nazionalizzazione della dismissione delle centrali nucleari.
    I governi dei paesi sono come pedine in mano di questo nobile società.
    A mio parere, il percorso tecnico fattibile conduce nella direzione della produzione di alcool da energia elettrica e poi per l’uso in solido Brennstofzellen (SOFC).

    Chiedo scusa per la cattiva traduzione!

    Hans

    • psicosi2012 luglio 27, 2014 a 3:03 pm #

      Dear Hans,
      thanks for your comment. Do not care abut translation, your comment was fully understandable.

      Concerning what said, I agree with you. Unfortunately, today, we are assisting to a strong confusion, especially in the energy sector, due to a wrong information done through internet. As written to Renato, I believe that each alternative energy source, hence not only hydrogen, will be available as soon as people ask for them. In the previous comment I did the example of Nylon invention during second world war.

      Now, the possibility to produce hydrogen starting from alcohol could be a good solution, important concerning process efficiency and emission during the entire process. As you written, the solution based on electrodes has been studied for long time but not with this solution. As written in the article, in this case the researchers have used nano-structured electrodes and oxygen is not produced in the process. This is moreover important due to the risk when having together oxygen and hydrogen.

      Now, we only hope that this research will go on to have, not in an immediate scale for sure, this technology available in everyday life.

      Thank you very much for your comment!

      Have a nice Sunday,
      Matteo

  4. Mario Vernari agosto 14, 2014 a 5:39 am #

    OHHHH!…Finalmente qualcuno che conferma ciò che da tempo sostengo e che invece trova spesso perplessità (in qualche caso, sono stato additato come incompetente).
    Fin dagli inizi sono sempre stato piuttosto perplesso sulle reali convenienze di queste “rivoluzioni energetiche”, le quali spesso avevano di certo un solo modo per spingere l’economia. Ci furono i pannelli fotovoltaici, le “auto elettriche”, poi gli elettrodomestici “efficienti” (*)…ottimi intenti di certo, ma alla verità dei fatti emergeva una spinta all’acquisto e/o ricambio di tecnologie, nonchè investimenti anche importanti a carico dei cittadini (anche indirettamente laddove interveniva il governo).
    Prima ancora di esplodere qui in Italia, la Baviera era tappezzata di pannelli fotovoltaici. Quando poi noi eravamo in pieno boom in questo settore, la Germania si stava pentendo di aver concesso così tanti incentivi.
    Potrei continuare all’inverosimile, poichè queste sembrano barzellette, ma calcano invece la triste verità di chi insegue il denaro e chi crede agli elefanti che volano.
    Grazie e buone vacanze!

    (*) ho scoperto questo blog poco fa, quindi mi riprometto di leggere gli altri articoli in merito.

    • psicosi2012 agosto 14, 2014 a 10:33 pm #

      Caro Mario,
      prima di tutto, ti do il benvenuto su queste pagine.

      Quello che dici, non può che farmi immenso piacere. In questo blog, cerchiamo sempre di avere un approccio che non vuole essere inflazionato ne spinto da nessun preconcetto. Purtroppo, soprattuto negli ambiti da te citati, molto spesso il fondamentalismo, o sarebbe meglio dire gli interessi, la fa da padrone. Cosa comporta questo? Semplice, c’è il bianco e il nero, il pro e il contro. Pochi, purtroppo, si fermano ad analizzare tutti gli aspetti e a cercare di disgnare un quadro completo. Spesso, come anche tu hai notato e subito, si rischia il linciaggio se si provano a mettere in discussione le certezze acquisite.

      Te ne racconto una in linea con quello che dici. Un paio di anni fa scrissi, su richiesta, un articolo sul fotovoltaico per un giornale della Puglia. Come sai, in tutto il sud i campi spuntano come funghi e, molto spesso, ci sono forti interessi. Coem hai visto in questo post, nel mio articolo feci un’analisi completa del fotovoltaico mostrando, ovviamente, l’importanza dell’utilizzo di risorse rinnovabili ma, soprattutto, mostrando numeri reali calcolati tenendo conto di tutto. Come sai, in questo caso il discorso viene notevolmente ridimensionato in negativo.

      Risultato? Un bombardamento di insulti da gente che mi tacciava come incompetente o in accordo con le aziende petrolifere!!!

      Questo solo per dire che ci vuole tempo, ma noi proviamo sempre a mostrare dati reali senza farci “deviare” da nessuno.

      Ancora benvenuto,
      Matteo

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