La nuova era dell’idrogeno

Quando il mondo dovrà fare a meno del petrolio, in un futuro non troppo lontano, si dovranno trovare altre fonti energetiche altrettanto efficaci su larga scala.

Oggi si parla molto della rivoluzione tecnologica dell’idrogeno, bisogna però puntualizzare un concetto fondamentale “ l’idrogeno non è una fonte d’energia ma un vettore d’energia”, quindi è un mezzo adatto a trasportare e a conservare l’energia.

L’idrogeno è l’elemento chimico più diffuso in natura ma non si trova facilmente allo stato puro bensì legato ad altri elementi quali l’ossigeno (H2O) e il carbonio.

Quali sono le tecnologie più utilizzate per produrre l’idrogeno allo stato puro?

Esiste la tecnologia detta reforming dove l’idrogeno è ricavato dai combustibili fossili, in questo processo alla temperatura operativa di 800 oC e alla pressione di 2,5 MPA si scindono gli atomi di idrogeno da quelli di carbonio.

Queste produzioni da fonti fossili hanno il grave inconveniente di dar luogo, come prodotto di scarto, all’emissione d’elevate quantità di anidride carbonica ( CO2 ).

Si può dire che l’idrogeno pur essendo utilizzabile in modo pulito non è incolpevole verso l’ambiente a causa dell’inquinamento prodotto nel suo ciclo d’estrazione.

L’altro processo è l’elettrolisi, in pratica, la divisione da una massa d’acqua degli atomi di idrogeno da quelli di ossigeno.

L’elettrolisi è il metodo più comune per la produzione di idrogeno anche se incontra notevoli ostacoli per le quantità limitate prodotte e i costi troppo elevati di produzione.

Rispetto al reforming, l’elettrolisi ha il pregio di essere meno inquinante, e per questo motivo molti laboratori di ricerca stanno pensando, nel lungo periodo, di usare il nucleare o le energie rinnovabili ( solare, eolica, biomasse, idrica ) per la produzione in larga scala dell’idrogeno.

Visto che l’esaurimento dei combustibili fossili è relativamente vicino, sono necessarie politiche e strategie energetiche finalizzate alla loro sostituzione.

Puntare solo sulla soluzione idrogeno, essendo questo solo un vettore di energia, potrebbe rivelarsi un errore difficilmente gestibile e dalle conseguenze economiche rilevanti. Infatti, tra alcuni decenni gli idrocarburi saranno quasi esauriti e l’idrogeno potrà ricavarsi esclusivamente dall’acqua tramite elettrolisi con i conseguenti costi attualmente elevati. ( sarà alto il costo del Kwh prodotto ).

La ricerca tecnologica, per questo motivo, sta cercando di trovare nuovi metodi, più ecocompatibili e meno costosi, per l’estrazione dell’idrogeno puntando sul fotovoltaico, sulle biomasse e sulle tecnologie fotobiologiche.

Per il fotovoltaico si prevede l’utilizzo di celle solari al silicio per fornire l’elettricità necessaria alla produzione di idrogeno tramite elettrolisi, ma le difficoltà sono dovute al fatto che l’elettricità prodotta è costosa e difficilmente immagazzinabile.

Le nanotecnologie potrebbero avere, in un futuro non troppo lontano, la soluzione per limitare questi costi, alzando il livello di rendimento dei sistemi fotovoltaici attraverso l’utilizzo di materiali nanostrutturati che oggi non sono reperibili.

Le tecnologie per ottenere idrogeno dalle biomasse non sono ancora in commercio e sono solo in fase di ricerca e sviluppo, quindi strategicamente poco affidabili come alternativa alla futura sostituzione dei combustibili fossili.

Le tecnologie fotobiologiche.riguardano la generazione dell’idrogeno da sistemi biologici che usano la luce solare. Questi sistemi si basano su alcune alghe e batteri che sotto specifiche condizioni producono idrogeno, infatti, i pigmenti delle alghe assorbono l’energia solare e gli enzimi delle loro cellule agiscono da catalizzatori per scindere l’acqua nei suoi componenti: ossigeno ed idrogeno; anche questi sistemi non hanno un immediato utilizzo come alternativa ai combustibili fossili.

Da quanto detto possiamo asserire che la ricerca si deve attivare a 360 gradi per trovare idonee soluzioni energetiche senza vincolarsi alle mode del momento, come quella attuale dell’idrogeno.

L’economia dell’idrogeno potrebbe rivelarsi come un miraggio, un attraente racconto da futurologi che potrebbe ammaliare l’opinione pubblica strumentalizzandola.

Tutti i progetti basati su sistemi propulsivi all’idrogeno sono senza dubbio scientificamente interessanti, ma potrebbero essere una falsa promessa, che nel breve, sfruttando facili consensi politici possono incanalare risorse economiche in un solo senso senza attenzionare altre linee di ricerca, allo stesso modo innovative, nel breve e medio periodo.