Negli ultimi anni, l'energia rinnovabile è in aumento negli Stati Uniti. Ancora, la stragrande maggioranza della nostra energia proviene da combustibili fossili. E, l'energia rinnovabile deve superare limiti e ostacoli significativi per contribuire con una quota maggiore della nostra soluzione energetica complessiva. Le celle a combustibile a idrogeno possono essere la chiave per il nostro futuro energetico sostenibile.

Il termine "cella" per quanto riguarda l'energia è associato alle batterie, ma una cella a combustibile è più simile a un motore a combustione interna. Questo perché mentre una batteria immagazzina energia, Le celle a combustibile a idrogeno altamente efficienti generano energia utilizzando una reazione chimica di elettrolisi inversa. E, sono rispettosi dell'ambiente:producono solo elettricità, acqua e calore.

Allora come mai non sono attualmente utilizzati ovunque? Dopotutto, Le celle a combustibile sono state utilizzate nelle navette spaziali della NASA dagli anni '60. Infatti, la tecnologia è migliorata a passi da gigante da allora. Sfortunatamente, come con le rinnovabili, il mondo non è ancora del tutto pronto. Però, Il professore associato Jeongmin Ahn del College of Engineering and Computer Science afferma che il panorama sta cambiando rapidamente e che le celle a combustibile potrebbero presto emergere come una valida alternativa in molte applicazioni.

"Dati i reali ostacoli che l'implementazione delle celle a combustibile doveva affrontare, le decisioni politiche del passato negli Stati Uniti hanno fortemente favorito l'energia rinnovabile e i veicoli elettrici alimentati a batteria, " dice Ahn. "Ma oggi, le cose sono cambiate in un modo che rende l'adozione diffusa delle celle a combustibile molto più fattibile."

Coloro che danno la priorità ad altre soluzioni energetiche rispetto alle celle a combustibile hanno tradizionalmente indicato alcuni problemi chiave:la produzione di idrogeno è costosa, l'idrogeno è difficile da immagazzinare, specialmente su un veicolo, e ci sono poche infrastrutture esistenti. Secondo Ahn, queste obiezioni comuni non reggono come una volta.

Sfida n. 1:Le celle a combustibile e l'idrogeno sono troppo costosi

È stato storicamente costoso produrre idrogeno, ma un aumento della produzione di gas naturale negli Stati Uniti (una fonte significativa di idrogeno) lo ha reso meno costoso che mai. Inoltre, l'idrogeno può essere prodotto scomponendo l'acqua attraverso l'elettrolisi. Più importante, ha raggiunto un punto in cui costa meno della produzione di benzina. I ricercatori hanno anche scoperto modi per utilizzare materiali meno costosi nella produzione di celle a combustibile. Almeno quando si tratta di costi, le celle a combustibile a idrogeno possono finalmente competere.

Sfida n. 2:è difficile immagazzinare idrogeno

Lo stoccaggio dell'idrogeno è impegnativo perché è un gas. Contenerlo potrebbe occupare molto spazio e richiedere spessori, carri armati pesanti. Questo è particolarmente preoccupante per i veicoli alimentati a idrogeno. Fortunatamente, questa particolare sfida sembra essere stata quasi del tutto superata. Molte case automobilistiche hanno creato con successo un sistema per veicoli commerciali che trasportano l'idrogeno sotto forma di ammoniaca, riconvertendolo in gas idrogeno per alimentare la reazione chimica. Toyota ha impiegato questa tecnologia nella sua Mirai alimentata a celle a combustibile, che è attualmente in circolazione negli Stati Uniti, Giappone ed Europa, numerazione superiore a 6, 000.

Sfida n. 3:il mondo è costruito per i combustibili fossili, non idrogeno

Se guidi un'auto a benzina come la maggior parte delle persone, probabilmente non ti preoccupi mai di rimanere senza carburante. Quando l'indicatore mostra che il serbatoio è basso, c'è una stazione di servizio ad ogni angolo. Se guidi un'auto a idrogeno, devi essere attento alla stazione di idrogeno più vicina.

È vero che non abbiamo una solida infrastruttura per l'idrogeno, ma nella maggior parte dei paesi sviluppati abbiamo infrastrutture per il gas naturale e l'acqua. Entrambi potrebbero essere sfruttati come fonte per generare idrogeno a un costo paragonabile o inferiore alla generazione di benzina. Non avresti bisogno di autoarticolati per consegnarlo, potrebbe essere generato in loco.

L'implementazione delle celle a combustibile è molto più realistica che mai. Non solo quello, in molti luoghi sono diventati una realtà. Oltre al successo di Toyota con la Mirai, Honda e Hyundai sono pronte a competere nel settore automobilistico delle celle a combustibile a idrogeno. Aziende come Google, Verizon e AT&T utilizzano la tecnologia delle celle a combustibile fisse Bloom Energy per alimentare le loro strutture. E, il primo treno al mondo a celle a combustibile è operativo in Germania dallo scorso settembre. Gli innovatori stanno anche trovando modi per combinare la tecnologia delle celle a combustibile con le fonti di energia rinnovabile per portare avanti entrambe le soluzioni. Questi sono solo alcuni dei molti luoghi in cui sta emergendo la tecnologia pratica delle celle a combustibile.

L'industria non è l'unica area in cui le persone si sono appassionate all'idea. Lo scorso agosto, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha rotto con la tradizione e ha finanziato $ 38 milioni in nuovi progetti che supportano le tecnologie dell'idrogeno e delle celle a combustibile, ben lungi dalla loro posizione solo pochi anni fa. Si stima che fino a 40, 000 veicoli a celle a combustibile a idrogeno saranno sulle strade americane entro il 2023.

"Richiede tempo, ma sempre di più, le persone sono aperte all'uso di alternative, soluzioni energetiche più rispettose dell'ambiente, " dice Ahn. "Nessuna singola opzione sostenibile può essere dominante in qualunque momento presto, quindi dobbiamo utilizzare tutto ciò che abbiamo a nostra disposizione per ridurre l'uso di combustibili fossili. Agire come sostituire i motori a combustione con la tecnologia delle celle a combustibile farebbe molto per ridurre le emissioni e risolvere una serie di problemi energetici. Il futuro delle celle a combustibile a idrogeno è luminoso".