Immagazzinamento dell'idrogeno, elettrolisi e celle a combustibile
L'idrogeno: il problema dell'immagazzinamento
6 ottobre 2007
Dobbiamo esplorare tutte le forme possibili di produzione e di immagazzinamento dell'energia. Una di esse è particolarmente attraente. Si tratta dell'elettrolisi dell'acqua. L'idrogeno è il combustibile non inquinante per natura poiché il prodotto della sua combustione è... acqua. Si può quindi immaginare di sognare enormi impianti che occupano vaste aree deserte, vicino al mare, che scindono molecole d'acqua (ad esempio di mare) in continuazione.
Un lettore, ingegnere, Alain Hubrecht, di Bruxelles, apporta alcune precisazioni sull'idrogeno come combustibile (in particolare per le automobili).
DynetekTexaco Ovonic Hydrogen SystemsOvonicsChevronTexaco
Riguardo all'immagazzinamento dell'idrogeno, alcune informazioni più precise:
La maggior parte delle auto che utilizzano idrogeno gassoso oggi sono dotate di serbatoi a 350 bar (DaimlerChrysler ha appena annunciato che il suo fornitore per le sue 60 F-Cell sarà), ma GM sta già lavorando a prototipi con serbatoi a 700 bar. Questo ha un costo, poiché tutte le stazioni di rifornimento dovranno successivamente dotarsi di compressori a 700 bar, che sono costosi, da cui l'interesse per la soluzione presentata dall'azienda (TOHS, frutto di uno sviluppo congiunto tra e ) che immagazzina in modo affidabile e compatto l'idrogeno alla pressione più ragionevole di 105 bar.
La scoperta della TOHS è un lega metallica, che assorbe l'idrogeno, e che lo rilascia quando viene riscaldata. Questo nuovo sviluppo sarebbe più performante degli idruri metallici classici, come dimostra la Toyota Prius, la quale TOHS ha convertito il motore termico per farlo funzionare a idrogeno. Il suo serbatoio di 60 litri può contenere 3 kg di idrogeno, il che dà all'auto 200 km di autonomia, mentre un serbatoio classico a 350 bar dello stesso volume non permetterebbe all'auto di fare nemmeno 100 km.
( ) Prima di considerare la produzione di massa di veicoli che utilizzano l'idrogeno, bisogna guardare agli svantaggi dell'idrogeno: il costo di produzione, il costo di immagazzinamento e la sua distribuzione. Il costo di produzione dell'idrogeno arriva a 8 €/kg in Germania. Anche considerando che il valore energetico di un chilogrammo di idrogeno equivale a tre chilogrammi di benzina, questo comunque costa sette volte tanto rispetto al prezzo della benzina senza tasse!
Inoltre, l'immagazzinamento dell'idrogeno a bordo di un'automobile è molto costoso: 1000 €/kg. Se si considera che occorre un chilogrammo di idrogeno per percorrere 100 km, bisognerebbe quindi imbarcare 5 kg di idrogeno per percorrere 500 km (vi lascio fare il calcolo del costo dell'immagazzinamento). Naturalmente, tra alcuni anni, i costruttori produrranno automobili a idrogeno in massa, il che permetterà di ridurre il costo dell'immagazzinamento (stimato tra 200 e 500 € per kg). Gli americani mirano a un costo dell'ordine di 70 €/kg entro il 2015.
Inoltre, non è solo l'immagazzinamento dell'idrogeno che è molto costoso, ma anche la stessa cella a combustibile. Attualmente, è 50-100 volte più alto di un motore termico. Una cella a combustibile costa 5000 €/kW contro 50 €/kW (o 37 €/cavalli) per un motore convenzionale. I costruttori sperano di ridurre questo prezzo tra 200 e 1000 €/kW entro il 2010. I prezzi sono così elevati perché il Nafion (polimero utilizzato nelle celle a combustibile PEMFC) costa 400 €/m²!
(Fonte:
)
Riguardo all'immagazzinamento dell'idrogeno, alcune informazioni più precise:
La maggior parte delle auto che utilizzano idrogeno gassoso oggi sono dotate di serbatoi a 350 bar (DaimlerChrysler ha appena annunciato che il suo fornitore per le sue 60 F-Cell sarà), ma GM sta già lavorando a prototipi con serbatoi a 700 bar. Questo ha un costo, poiché tutte le stazioni di rifornimento dovranno successivamente dotarsi di compressori a 700 bar, che sono costosi, da cui l'interesse per la soluzione presentata dall'azienda (TOHS, frutto di uno sviluppo congiunto tra e ) che immagazzina in modo affidabile e compatto l'idrogeno alla pressione più ragionevole di 105 bar.
La scoperta della TOHS è un lega metallica, che assorbe l'idrogeno, e che lo rilascia quando viene riscaldata. Questo nuovo sviluppo sarebbe più performante degli idruri metallici classici, come dimostra la Toyota Prius, la quale TOHS ha convertito il motore termico per farlo funzionare a idrogeno. Il suo serbatoio di 60 litri può contenere 3 kg di idrogeno, il che dà all'auto 200 km di autonomia, mentre un serbatoio classico a 350 bar dello stesso volume non permetterebbe all'auto di fare nemmeno 100 km.
( ) Prima di considerare la produzione di massa di veicoli che utilizzano l'idrogeno, bisogna guardare agli svantaggi dell'idrogeno: il costo di produzione, il costo di immagazzinamento e la sua distribuzione. Il costo di produzione dell'idrogeno arriva a 8 €/kg in Germania. Anche considerando che il valore energetico di un chilogrammo di idrogeno equivale a tre chilogrammi di benzina, questo comunque costa sette volte tanto rispetto al prezzo della benzina senza tasse!
Inoltre, l'immagazzinamento dell'idrogeno a bordo di un'automobile è molto costoso: 1000 €/kg. Se si considera che occorre un chilogrammo di idrogeno per percorrere 100 km, bisognerebbe quindi imbarcare 5 kg di idrogeno per percorrere 500 km (vi lascio fare il calcolo del costo dell'immagazzinamento). Naturalmente, tra alcuni anni, i costruttori produrranno automobili a idrogeno in massa, il che permetterà di ridurre il costo dell'immagazzinamento (stimato tra 200 e 500 € per kg). Gli americani mirano a un costo dell'ordine di 70 €/kg entro il 2015.
Inoltre, non è solo l'immagazzinamento dell'idrogeno che è molto costoso, ma anche la stessa cella a combustibile. Attualmente, è 50-100 volte più alto di un motore termico. Una cella a combustibile costa 5000 €/kW contro 50 €/kW (o 37 €/cavalli) per un motore convenzionale. I costruttori sperano di ridurre questo prezzo tra 200 e 1000 €/kW entro il 2010. I prezzi sono così elevati perché il Nafion (polimero utilizzato nelle celle a combustibile PEMFC) costa 400 €/m²!
(Fonte:
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