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GREENREPORT – IDROGENO, SCOPERTO NUOVO METODO PER PRODURLO: RILANCERA’ LE AUTO CELLE COMBUSTIBILI?

    GreenReport – Le auto ad idrogenoidrogeno
    Primo elemento della tavola periodica, presente sulla Terra in forma combinata, soprattutto nell’acqua e nei composti organici. Esso è costituito da 3 isotopi: prozio (cioè l’idrogeno propriamente detto) per più del 99.9 %, il deuterio e il trizio. La forma molecolare dell’idrogeno (H2) dà origine ad un gas inodore, incolore, altamente infiammabile e molto più leggero dell’aria (ecco perché lo si trova in bassissime concentrazioni in atmosfera).
    sono state presentate come un’alternativa pulita e sostenibile ai motori a combustibili fossili, ma hanno un problema. L’idrogeno è il sottoprodotto di un combustibile fossilecombustibile fossile
    Combustibile formatosi nel corso delle ere geologiche (come il petrolio, il carbone o il gas) che viene estratto dal sottosuolo. Tali risorse non sono considerate rinnovabili.
    , il gas naturalegas naturale
    Idrocarburo che ha un’origine simile al petrolio, che si forma a partire dalla decomposizione anaerobica (cioè in assenza di ossigeno (O2) di microorganismi, attraverso processi biologici avvenuti nel corso delle ere geologiche. La composizione del gas naturale varia notevolmente a seconda del sito di formazione, ma in genere presenta un’alta percentuale di metano (dal 70 al 95 %), anidride carbonica (CO2CO2
    Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell’atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).

    ), azoto (N2) e idrogeno solforato (H2S)., per un processo che comunque rilascia molta CO2. Ora la Basf, la multinazionale della chimica più grande al mondo, dice di aver trovato una soluzione. Come spiega Kevin Bullis su Mit Tecnology Review, si sta ora «sviluppando un processo che permetterebbe di dimezzare le emissioni, rendendo le vetture ad idrogeno notevolmente più economiche rispetto a quelle elettriche nella maggior parte delle località (i benefici ambientali delle vetture elettriche variano a seconda del sistema utilizzato per produrre l’elettricità). Oltre a fornire una fonte più pulita di idrogeno per le vetture a cella combustibile, il processo potrebbe anche ripulire altri processi industriali, quali la raffinazioneraffinazione
    Insieme di processi fisico-chimici che consentono di trasformare il petrolio in combustibili con caratteristiche appropriate agli utilizzi finali. La prima fase del procedimento di raffinazione del petrolio greggio è la separazione delle componenti di diverso peso molecolare: quelle più pesanti (che hanno un punto di ebollizione maggiore e che sono destinate alla produzione di oli lubrificanti, cere, …) rimangono nella parte bassa della colonna di frazionamento, mentre quelle più leggere (tra cui benzina, GPL, jet fuel, …) risalgono verso l’alto e possono essere facilmente asportate. Successivamente si procede con altri processi (crackingcracking
    Processo chimico utilizzato nell’industria di trasformazione petrolifera per convertire le frazioni pesanti del petrolio in frazioni più leggere. Esso consiste nel rompere (dall’inglese crack)  le grosse molecole complesse di idrocarburi ad alta temperatura in presenza di opportuni catalizzatori.
    , visbreaking, reforming, …), con trattamenti di purificazione più o meno complessi e aggiunta di additivi.
    del petroliopetrolio
    Combustibile di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi. Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla terra. I principali composti costituenti del petrolio appartengono alle classi delle paraffine, dei nafteni e degli aromatici, che sono composti organici formati da carbonio e idrogeno e le cui molecole sono disposte secondo legami di varia natura.
    , che utilizza grandi quantità di idrogeno».

    La Basf sta realizzando un impianto pilota per testare la nuova tecnologia, all’interno di un progetto da 30 milioni di dollari finanziato in parte dal governo tedesco. La seconda fase  del progetto testerà un nuovo modo di utilizzare le emissioni di CO2 come materia prima per prodotti chimici e combustibili, miscelandola all’idrogeno prodotto con il procedimento Basf a basse emissioni.

    Secondo Bullis, «Messi assieme, i sistemi potrebbero creare nuovi mercati per il gas naturale, specialmente negli Stati Uniti, dove il fracking ha portato a un boom della produzione. Una forma più pulita di idrogeno potrebbe ravvivare un maggiore interesse per le auto a celle combustibili».

    Alcune case automobilistiche, come Toyota e General Motor  ha intenzione di cominciare a vendere auto a celle combustibili a partire forse dal 2015.

    La Mit Tecnology Review  sottolinea che «La produzione convenzionale di idrogeno comporta la reazione del metanometano
    Idrocarburo che rappresenta il costituente principale del gas naturale.
    – ingrediente principale del gas naturale – con l’ossigeno o l’acqua. Questa reazione produce gas di idrogeno, con il reagire del carboniocarbonio
    Elemento chimico costituente fondamentale degli organismi vegetali e animali. È alla base della chimica organica, detta anche chimica del carbonio: sono noti più di un milione di composti del carbonio. È molto diffuso in natura, ma non è abbondante: è presente nella crosta terrestre nella percentuale dello 0,08% circa, e nell’atmosfera prevalentemente come monossido (CO) e biossido (CO2) di carbonio (anidride carbonica). Allo stato di elemento si presenta in due differenti forme cristalline: grafite e diamante.
    con l’ossigeno, e anidride carbonica. I ricercatori sanno da tempo che è possibile formare idrogeno senza introdurre ossigeno, evitando cosi la produzione di anidride carbonica. Alle alte temperature, il metano forma idrogeno e carbonio solido. (il carbonio può essere utilizzato in processi industriali, quali la produzione di acciaio) Questo approccio non è però economico. Questo è dovuto in parte al fatto che l’ottenimento delle temperature elevate richiede molta energiaenergia
    Fisicamente parlando, l’energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L’unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
    , e la produzione di tale energia comporta di solito l’emissioneemissione
    Qualsiasi sostanza solida, liquida o gassosa introdotta nell’atmosfera a seguito di processi naturali o antropogenici, che produce direttamente o indirettamente un impatto sull’ambiente.
    di anidride carbonica, che va così a squilibrare gran parte dei potenziali benefici ambientali
    ».

    La Basf avrebbe trovato sistemi migliori per riciclare il calore all’interno del sistema, riducendo considerevolmente la quantità di energia richiesta. La Basf sta collaborando con un altro gigante industriale, la ThyssenKrupp Steel, per utilizzare il carbonio ricavato dal processo per la produzione di acciaio.

    La seconda parte del progetto riguarda l’utilizzo di idrogeno per ricavare dalla CO2 prodotti utili. Bullis spiega che «In presenza di un innovativo catalizzatore sviluppato dalla Basf, l’idrogeno e l’anidride carbonica anidride carbonica
    (CO2)

    Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell’atmosferaatmosfera
    Involucro di gas e vapori che circonda la Terra, costituito prevalentemente da ossigeno e da azoto, che svolge un ruolo fondamentale per la vita delle specie, perché fa da schermo alle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. Essa si estende per oltre 1000 km al di sopra della superficie terrestre ed è suddivisa in diversi strati: troposfera (fino a 15-20 chilometri), stratosfera (fino a 50-60 chilometri), ionosfera (fino a 800 chilometri) ed esosfera.
    , fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).formano del syngas, una mistura composta prevalentemente da monossido di carbonio e idrogeno. Il syngas viene utilizzato per produrre metanolometanolo
    Composto chimico di formula CH3 -OH, volatile, incolore, facilmente infiammabile e tossico per inalazione, ingestione e contatto con la pelle. Il metanolo può essere impiegato come combustibile, come componente nella formulazione delle benzine o come prodotto intermedio nell’industria chimica.
    ed altri composti chimici o combustibili. L’uso di idrogeno ricavato da un sistema che produce quantità relativamente basse di anidride carbonica contribuisce a mantenere basse le emissioni. La reazione di base è conosciuta da un certo tempo, ma la Basf ritiene che i suoi nuovi catalizzatoricatalizzatori
    Sostanze che intervengono durante le reazioni chimiche per favorire la selettività verso un prodotto piuttosto che un altro oppure per velocizzare i tempi. I catalizzatori prendono parte alle reazioni e si ritrovano poi inalterati alla fine del processo, anche se nel corso del tempo diminuiscono la loro efficienza.
    , dei quali ci è dato poco sapere nel dettaglio, possono renderla economica
    ».

    Anche se un simile utilizzo della CO2 non influirà sui necessari tagli delle emissioni di gas serra, il procedimento della Basf potrebbe essere importante perché rappresenterebbe un’alternativa al petrolio per l’industria tedesca.

    Andreas Bode, coordinatore del progetto, è convinto che «La produzione di idrogeno arriverà ad avere un costo competitivo e con una impronta ambientale ridotta. E’ veramente una scoperta rivoluzionaria».

    Fonte: GreenReport

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