Il vettore idrogeno per una fonte di energia pulita

________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________ Pagina 1 INTRODUZIONE Considerata l importanza che, negli ultimi anni, sta acquistando il problema dell inquinamento, si rende indispensabile l utilizzo di vettori energetici a ridotto impatto ambientale, soprattutto in termini di emissione di gas ad effetto serra. L emissione di tali gas deriva dall utilizzo di carburanti fossili (metano e derivati del petrolio) la cui combustione ha come sottoprodotto principalmente il monossido ed il biossido di carbonio (CO, CO2) ma anche un certo numero di gas nocivi alla salute, quali il biossido di azoto (NO2): Ł di questi giorni la notizia che a causa degli alti livelli d inquinamento urbano misurati nelle principali citt italiane Ł stato sospeso il traffico e suggerito un utilizzo ridotto degli impianti di riscaldamento domestici. L impiego dell idrogeno, come vettore energetico, Ł una promettente soluzione a questi problemi. L idrogeno, in combinazione con l ossigeno d luogo a reazioni chimiche che portano alla produzione di energia termica (reazione di combustione diretta) oppure di energia elettrica (reazione elettrochimica): entrambi i processi hanno impatto ambientale nullo avendo come unici sottoprodotti della reazione acqua e calore. Sebbene l idrogeno sia l elemento chimico piø abbon dante sul nostro pianeta, data la sua estrema reattivit chimica, si trova combinato chimicamente per lo piø sotto forma di acqua H2O o di idrocarburi (CH4, C6H6). Il principale ostacolo da superare per arrivare ad un mondo alimentato ad idrogeno resta quindi la messa a punto di efficien ti processi per la sua estrazione come molecola H2. Esistono due metodi impiegabili su larga scala per la produzione d idrogeno H2: • Elettrolisi dell acqua. • Reforming di gas naturali (metano). L elettrolisi consente di scindere l acqua nelle su e componenti facendo scorrere una corrente nel liquido, mentre il processo di reforming consente di estrarre il gas da idrocarburi tramite opportune reazioni chimiche. Gli impianti commerciali di elettrolisi sono ottimizzati per la produzione d idrogeno ad alta purezza, sono altamente efficienti in termini di consumo energetico e presentano impatto ambientale nullo. I sistemi di reforming sono un prodotto tecnologico relativamente giovane le cui prestazioni vanno ottimizzate. L uso dei reformer risulterebbe di immediata realizzazione data la presenza sul territorio nazionale di impianti ed infrastrutture per la distribuzione commerciale del gas metano. Resta tuttavia il problema legato alla produzione di gas ad affetto serra. Il grosso vantaggio legato all utilizzo di questa tecnologia rispetto alla combustione diretta degli idrocarburi Ł che a parit di energia prodotta, il sistema di reforming del metano d luogo ad emissioni nocive ridotte di un terzo rispetto all uso tradizionale. L idrogeno prodotto con le tecnologie precedentemente indicate troverebbe un immediata utilizzo nelle celle a combustibile, sistemi in cui l idrogeno Ł impiegato come combustibile e l ossigeno come comburente per produrre energia elettrica e calore. Tali sistemi sono utilizzabili in una gamma d applicazioni potenzialmente vastissima: nel settore dei trasporti, per la produzione di energia in impianti domestici, computer portatili, impianti di potenza distribuita e centralizzata. Lo sviluppo di una tecnologia basata sull idrogeno richiede la soluzione di una serie di problematiche di sicurezza connesse al fatto che le miscele idrogeno-aria sono altamente esplosive.