set 11, 2009

Auto a Idrogeno: Obiettivo è Stoccarlo in Modo Efficiente ed Economicamente Sostenibile. La Risposta dei Depositi Chimici Come Serbatoi

Tag:Auto a Idrogeno, Celle a Combustibile a Idrogeno, Idrogeno

Una delle sfide da affrontare per utilizzare l’idrogeno come carburante per l’autotrazione, oltre a produrlo da una fonte economicamente e ambientalmente sostenibile, riguarda il suo stoccaggio in sicurezza e una rapida reversibilità nel conservarlo senza occupare troppo spazio. Abbiamo già parlato in passato di materiali e nanotecnologie che come una spugna tratterrebbero gli atomi di idrogeno e gli rilascerebbero al momento opportuno. L’idrogeno ha una bassa densità, quindi è necessario limitarla o porlo sotto pressione e proprio questo fatto rappresenta un pericolo per la sicurezza e comunque vanno identificati opportuni materiali assorbenti, chiamati anche depositi chimici.

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Idrogeno: Una Ricerca che non si Ferma

Un deposito chimico efficace per lo stoccaggio dell’idrogeno è costituito dalle molecole del borano di ammoniaca. Uno dei vantaggi di questi depositi chimici per l’idrogeno è che questi materiali sono solidi e inerti, e l’idrogeno può essere facilmente rilasciato per essere utilizzato dalle celle a combustibile. Ma i materiali in fase di sviluppo per uno stoccaggio dell’idrogeno tramite deposito chimico hanno un grande limite: far assorbire loro l’idrogeno e farlo rilasciare assorbe una grande quantità di energia. Ora i ricercatori hanno sviluppato una serie di reazioni chimiche per far si che il rifornimento di idrogeno ad alta densità dal borano di ammoniaca possa farsi a temperature più basse e attraverso un processo che consuma molta meno energia. Inutile è sottolineare il potenziale dell’idrogeno nei diversi ambiti del trasporto nonostante la ricerca sia ancora piuttosto indietro rispetto le nuove e promettenti tecnologie per le auto elettriche.

L’US Department of Energy (DOE) ha fissato un obiettivo per lo stoccaggio dell’idrogeno sulle auto e il suo utilizzo nelle celle a combustibile, auto a idrogeno che possono viaggiare per 450 chilometri con un solo pieno di idrogeno utilizzando lo stoccaggio chimico. E le nuove ricerche sulle auto a idrogeno sarebbero partite da un riutilizzo di carri armati in disuso. La capacità di un materiale chimico in grado di immagazzinare l’idrogeno è misurato come la percentuale del suo peso assunto con l’elemento, il DOE ha fissato proprio questa percentuale di assorbimento dell’idrogeno per un obiettivo tecnologico del 6% entro il 2010 e il 9% entro il 2015 . “La buona notizia è che il borano diammoniaca è in grado di superare facilmente questi obiettivi di volume e di peso fissati dal DOE”, spiega Jamie Holladay, ingegnere presso il Pacific Northwest National Laboratory. Il borano di ammoniaca è in grado di contenere fino al 19,6% del proprio peso di idrogeno. “La sfida ora riguarda il riutilizzo energeticamente efficiente del combustibile assorbito”.

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Idrogeno: i Depositi Chimici Come Stoccaggio Sostenibile

“Una volta che si fa assorbire l’idrogeno dal borano di ammoniaca, non si può semplicemente depressurizzare e iniettare contemporaneamente altro idrogeno per ricreare carburante per le celle a combustibile, semplicemente perché questo processo assorbe un alto consumo di energia”, afferma John Gordon, un ricercatore chimico presso il Los Alamos National Laboratory nel New Messico. Al fine di scoprire quali reazioni chimiche probabilmente possano funzionare al meglio senza dover testare centinaia di reazioni, i chimici a Los Alamos hanno collaborato con David Dixon, un professore di chimica presso l’University of Alabama, che ha sviluppato algoritmi matematici per capire e prevenire le reazioni energetiche e la loro efficienza. Il gruppo ha poi testato la chimica più promettente e ha trovato che l’uso di un catalizzatore di metallo durante le varie fasi del processo farebbe consumare molta meno energia. Naturalmente, un grosso problema resta, come l’utilizzo del combustibile idrogeno nelle automobili possa rendersi un fatto pratico per gli utenti ed è per questo che altri ricercatori stanno lavorando sul processo.

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