Serbatoi per l’Idrogeno Come Spugne. La Frontiera dei Nuovi Materiali in Grado di Assorbire Idrogeno e Rilasciarlo. Il Futuro un Passo per Volta …

Scritto da Redazione - GenitronSviluppo.com in Energia, Energie rinnovabili, Mobilità Sostenibile

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Pubblicato il giorno 06 marzo 2009 - Nessun commento



   


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La necessità di utilizzare un combustibile rinnovabile come l’idrogeno inizia ad essere un impellente bisogno ma uno dei principali ostacoli alla diffusione di questi motori è rappresentato dai serbatoi che dovrebbero contenere l’idrogeno. Un litro di idrogeno (in forma liquida) contiene solo un quarto dell’energia di un litro di benzina. Ma la densità di questa energia può essere aumentata se l’idrogeno potesse essere “spremuto” da un materiale poroso in grado di trattenere l’idrogeno come una spugna l’acqua.

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Così un ricercatore presso l’Università di Nottingham, nel Regno Unito e la General Motors hanno creato un materiale spugnoso in grado di contenere il 10% del proprio peso di gas idrogeno. Finora tali materiali non sono mai stati in grado di immagazzinare l’energia sufficiente a fornire un’alternativa realistica ad un serbatoio di benzina di un’automobile. I migliori tentativi sono stati compiuti utilizzando una struttura in carbonio che può ospitare dal 6 a circa il 7,5% del suo peso di idrogeno. L’ultimo materiale candidato invece è una combinazione di atomi di rame e di molecole organiche chiamata “metal-organic framework”. E in questa direzione gli sviluppi tecnologici possono essere davvero interessanti.Con questa configurazione ogni atomo di rame è circondato da una “gabbia” poliedrica di molecole organiche. “Queste gabbie insieme formano un materiale poroso con eccezionali capacità di trattenere idrogeno” spiega Martin Schröder da Nottingham, che ha guidato la ricerca.

I risultati finora sono incoraggianti: “Il 10% di assorbimento di idrogeno è un numero reale dimostrato sperimentalmente”, afferma il ricercatore. Rispetto ad altri materiali la cui percentuale di assorbimento è stata ipotizzata con modelli teorici, piuttosto che da una realtà pratica. Tuttavia il materiale può raggiungere questo grado di assorbimento dell’idrogeno solo a 77 volte la pressione atmosferica e a -196 ° C, che limita per ora un facile impiego nel mondo reale. “La pressione in realtà non è così estrema da raggiungere”, continua Schröder. Già i motori standard a combustione interna pressurizzano la benzina a circa 12 volte la pressione atmosferica e alcuni motori operano a 230 volte la pressione atmosferica. “E’ la temperatura il vero problema da risolvere”. Le basse temperature sono necessarie perché  i legami deboli delle forze inter-molecolari del materiale poroso sono in grado di trattenere e agganciare le molecole di idrogeno.

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Tutti i materiali di stoccaggio dell’idrogeno come questo finora hanno riscontrato questo ostacolo e sfida. Esiste il “chemisorption”, un metodo che ha prodotto un materiale che può contenere fino al 14% in peso di idrogeno. Ma come spiega Schröder, la risposta definitiva potrebbe essere una via di mezzo. “La maggior parte dei ricercatori infatti stanno lavorando a qualcosa di intermedio tra i metodi “classici” e il “chemisorption”, aggiunge. Lasciando in definitiva un legame energetico per l’idrogeno facilmente trattabile a temperatura ambiente, lasciando magari l’idrogeno in forma gassosa e di più facile stoccaggio.

Il materiale progettato da Schröder possiede in effetti questo approccio intermedio. Migliorare alcuni punti e risolvere alcune sfide potrebbe aumentare l’assorbimento di questa “spugna” ad una  temperatura di lavoro potenzialmente più gestibile. Ora il DOE degli USA ha fissato un obiettivo di realizzare un primo serbatoio di carburante ad idrogeno che possa contenere il 6% del suo peso in idrogeno entro il 2010. Lasciando intravedere possibili sviluppi di questa curiosa tecnologia sostenibile.

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