L'idrogeno sostituirà i combustibili fossili? Immagini artiche/immagini Getty Quando si tratta di cercare la fonte di energia che sostituirà i combustibili fossili, non mancano le opzioni. Energia solare, energia eolica, etanolo e biocarburanti sono in genere i contendenti più ampiamente citati per sostituire i motori a combustione a base di petrolio e le centrali elettriche a carbone.
Ma l'idrogeno si distingue come una promettente fonte di energia alternativa. Sebbene l'idea dell'idrogeno come fonte di carburante ampiamente utilizzata per alimentare le automobili e generare elettricità sia un concetto relativamente nuovo in risposta alla ricerca di un'alternativa al petrolio, le celle a combustibile a idrogeno in realtà precedono il motore a combustione interna, inventato a metà del XIX secolo, da circa 20 anni.
Dato che la forma più elementare di questa tecnologia esiste da quasi 150 anni, perché è arrivato il suo momento all'improvviso?
L'idrogeno è il carburante del futuro? Immagini Corbis L'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'universo, quindi non c'è possibilità che i consumatori umani esauriscano l'offerta. Ci sono certamente abbastanza risorse petrolifere per soddisfare la domanda globale ora, ma molti esperti di energia prevedono che la fornitura mondiale di petrolio si esaurirà entro 60 anni, secondo un rapporto di Ars Technica. È così facile da produrre che il processo potrebbe essere completato a casa con l'attrezzatura giusta.
Esaurendo la fornitura mondiale di petrolio o addirittura avvicinandosi alle inevitabili carenze che derivano da una popolazione in crescita - il pianeta ora ospita 7 miliardi di persone alla fine di ottobre - e la crescita economica non solo creerà una grave crisi energetica che richiederà la rapida introduzione di alternative fonti di energia; bruciare così tanto carburante significa anche un enorme onere per l'atmosfera nel processo. E questo non tiene nemmeno conto delle potenziali conseguenze ambientali dell'estrazione di petrolio greggio dalla Terra.
Idrogeno, al contrario, sta bruciando in modo pulito. L'unico sottoprodotto dell'energia dell'idrogeno è l'acqua e il calore, entrambi possono essere riciclati. Ciò significa essenzialmente trasformare un processo che consuma energia in uno che produce energia.
Idrogeno, però, non è una fonte di energia pronta come il petrolio e il gas naturale. Piuttosto, è un mezzo per immagazzinare energia poiché l'idrogeno puro non è disponibile sulla Terra nelle quantità necessarie per alimentare un'intera economia energetica. Ottenere l'idrogeno sotto forma di combustibile utilizzabile richiede energia. L'idrogeno può essere prodotto separandolo dalle molecole di ossigeno nell'acqua attraverso il processo di elettrolisi, o scindendolo dalle catene di idrocarburi nei combustibili fossili, un processo che crea esso stesso emissioni di gas serra, come dettagliato in questo articolo.
Le celle a combustibile a idrogeno non funzionano come i motori a combustione a base di petrolio, che si affidano al calore e all'energia per creare energia.
Una cella a combustibile è costituita da una pila, “un panino di anodi, catodi e altri materiali ad alta tecnologia, ” come spiega Ed Grabianowski di HowStuffWorks.com. Il combustibile liquido a idrogeno entra intorno agli anodi, dove gli elettroni attaccati all'idrogeno sono separati dagli atomi stessi. Un elettrolita all'interno della cella a combustibile consente il passaggio dei protoni di idrogeno, ma non gli elettroni. Quando gli atomi di idrogeno raggiungono l'altro lato della cella a combustibile, il catodo, si lega all'ossigeno, creando calore e vapore acqueo.
L'idrogeno è costoso da immagazzinare. Immagini Corbis A meno che tu non viva in California, che ha preso qualche iniziativa nella costruzione dell'infrastruttura per supportare il rifornimento di idrogeno, è probabile che tu non abbia mai visto la possibilità di riempire la tua auto con l'idrogeno l'ultima volta che sei stato alla stazione di servizio.
Dall'altra parte della medaglia, se sei stato da un concessionario di auto di recente, è probabile che tu abbia visto veicoli con normali motori a benzina, diesel e probabilmente anche alcuni ibridi. Ma le auto a idrogeno? Non probabile.
E questo è uno dei maggiori ostacoli all'implementazione di una nuova tecnologia energetica:i produttori ei distributori di energia hanno bisogno dell'infrastruttura per soddisfare la domanda del loro carburante. Ma la domanda non può davvero esistere senza l'infrastruttura per supportarla. È come il problema del "pollo e l'uovo", ma la differenza è che la soluzione vale probabilmente miliardi.
Un altro svantaggio significativo dell'idrogeno è che, anche se abbondante, Il carburante a idrogeno può essere difficile e costoso da immagazzinare. A temperatura ambiente normale, l'idrogeno esiste come gas. Per portare l'idrogeno in uno stato liquido che può essere immagazzinato, trasferito ed eventualmente utilizzato come combustibile richiede una temperatura di -423 gradi Fahrenheit (-253 gradi Celsius). Mantenere il carburante a idrogeno freddo richiede contenitori specializzati come quello nella foto a sinistra.
Finalmente, Le auto alimentate a idrogeno sono attualmente troppo costose per l'acquisto da parte del consumatore medio. L'anno scorso, Toyota ha annunciato che entro il 2015 la casa automobilistica intendeva produrre un veicolo alimentato a idrogeno che costava circa $ 50, 000, una riduzione del 90% del prezzo attuale di questi stessi veicoli ora, secondo un rapporto di Bloomberg News. A un certo punto, i costi di produzione di ogni veicolo arrivavano fino a $ 1 milione.
In altre parole, mentre l'idrogeno è promettente e ha notevoli attenzioni e investimenti da parte delle aziende energetiche e dei produttori di automobili allo stesso modo, non è ancora arrivato il momento. Quindi sì, l'idrogeno potrebbe essere la fonte di carburante del futuro, ma domani, probabilmente dovrai comunque riempire la tua auto con regolari, vecchia benzina.
