Guidare un’auto alimentata a idrogeno presenta alcuni alti e bassi. Il lato positivo è che ottieni i vantaggi ecologici di un veicolo elettrico senza l’ansia da autonomia, perché puoi riempire l’auto con più idrogeno. L’aspetto negativo è che le stazioni di rifornimento di idrogeno sono rare, almeno per il momento. È anche una sfida ottenere l’idrogeno in un modo che sia allo stesso tempo ecologico ed efficiente.
Inoltre, come con qualsiasi nuova tecnologia, c’è qualche comprensibile esitazione ad essere tra i primi fare il salto e impegnarsi per diversi anni (almeno) con una fonte di energia che potrebbe funzionare o meno. Ma continua a leggere e ti forniremo informazioni sufficienti per poter prendere la tua decisione.
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Come funzionano le celle a combustibile a idrogeno
Una cella a combustibile a idrogeno è una macchina semplice. Il nucleo della tecnologia è una membrana a scambio protonico. Da un lato della membrana c'è l'idrogeno puro e dall'altro c'è l'aria normale. L’aria ordinaria è composta per l’80% da azoto e per il 20% da ossigeno, oltre a tracce di altre sostanze. La membrana di scambio protonico è fondamentale, perché agli atomi di idrogeno e ossigeno piace davvero stare insieme. Nello specifico, due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno vogliono sempre unirsi e creare una molecola d'acqua. È una cosa bellissima. Non giudicare.
La membrana consentirà agli atomi di idrogeno di passare verso l'ossigeno, ma solo se l'atomo di idrogeno cede il suo elettrone lungo il percorso. Abbiamo abilmente messo un metallo altamente conduttivo come il platino sulle pareti della cella a combustibile, così gli elettroni vanno lì e corrono tutto intorno alla cella a combustibile per tornare ai loro atomi di idrogeno; quell'azione crea corrente elettrica che possiamo usare. Quando l’ossigeno e l’idrogeno sono tutti accoppiati e completati di nuovo, abbiamo una molecola d’acqua e un po’ di elettricità per il nostro problema. Se si considera solo la cella a combustibile, è possibile ottenere energia senza creare alcun inquinamento. Genio!
L’enigma dell’idrogeno
Il primo problema con questo scenario roseo è che l’idrogeno e l’ossigeno si amano così tanto che l’idrogeno libero non esiste realmente nella nostra atmosfera. È stato tutto trasformato nell’acqua che copre gran parte del pianeta. Quindi, prima di poter ottenere quell'energia, dobbiamo produrre dell'idrogeno sciolto da inserire nella nostra cella a combustibile a idrogeno.
Esistono molti modi per ottenere l’idrogeno e alcuni sono più stravaganti di altri. Nel 19th secolo, la gente gettava la limatura di ferro in barili di acido solforico. La reazione ha prodotto gas idrogeno, che hanno convogliato in palloncini per salire in aria. Funziona, ma in realtà non è fattibile su larga scala e ogni volta che si utilizza questo metodo vengono coinvolti letteralmente barili di rifiuti tossici. Chiamiamolo un non-starter.
Come con qualsiasi nuova tecnologia, c’è qualche comprensibile esitazione ad essere tra le prime persone a fare il salto
Puoi anche usare l'elettricità per rompere le molecole d'acqua usando l'elettrolisi e ottenere idrogeno e ossigeno puri. È fantastico, ma le leggi della termodinamica impongono che dall’idrogeno non si otterrà mai tanta elettricità quanta ne si immette nel sistema per spezzare le molecole d’acqua. Faresti meglio a usare l'elettricità per caricare una batteria. Inoltre, gran parte dell’elettricità del Nord America viene ancora prodotta bruciando carbone, che non è decisamente verde.
Il terzo modo per ottenere l’idrogeno è altrettanto problematico. Puoi riformare il gas naturale, rompendo le molecole di idrocarburi per liberare l’idrogeno. Ma ciò significa che sei ancora dipendente dai combustibili fossili e quando produci idrogeno per la tua energia verde, produci anche anidride carbonica, che è un gas serra. L'ironia è sufficiente ad alimentare un'intera città di hipster.
Prima di concludere con la generazione di idrogeno, sono in corso ricerche sulla fotosintesi dell’elemento utilizzando le alghe. Resta da vedere se funzionerà su larga scala, ma è migliore di alcuni degli altri metodi che sono stati provati.
Un carburante piuttosto buono
Il problema della creazione di idrogeno sciolto è l’intoppo che gli impedisce di essere un combustibile perfetto. Tuttavia, è ancora più pulito riformare il gas naturale (o il metanolo, che possiamo ricavare dai rifiuti vegetali) in idrogeno e anidride carbonica piuttosto che bruciare il gas in un motore a combustione interna. E con l’aumento della capacità di generazione solare, possiamo utilizzare l’elettricità prodotta dal sole anche per produrre idrogeno. Soffriamo ancora la perdita termodinamica complessiva nel convertire la luce solare in elettricità in idrogeno elettricità, ma almeno abbiamo tanto sole da usare, e non crea gas serra nell’ambiente processi. Naturalmente, devi realizzare i pannelli solari, e questo comporta le sue sfide.
Quindi, anche se non è perfetto, l’idrogeno è comunque un carburante piuttosto buono. Sicuramente è meglio che bruciare petrolio greggio raffinato.
Diventare più disponibile
Se vivi in qualsiasi parte dell'America diversa da Los Angeles o dalla Baia di San Francisco, tutto questo è ancora un po' accademico per te. Al momento, la stragrande maggioranza delle infrastrutture nazionali per il rifornimento di idrogeno si trova in California e non ci sono molte stazioni.
Nel nord della California, puoi ottenere l’idrogeno da sei stazioni nella Bay Area, una stazione a Sacramento e un’unica stazione a Truckee sulla strada per Reno. Nel sud della California ci sono 16 stazioni nell'area di Los Angeles, più una stazione a Del Mar vicino a San Diego e un'unica stazione a Santa Barbara.
Esistono molti modi per ottenere l’idrogeno e alcuni sono più stravaganti di altri.
Tuttavia, vale la pena notare che quest’anno è prevista l’apertura di almeno 20 nuove stazioni in California. Le nuove stazioni sono tutte nelle aree di Los Angeles e della Baia, quindi, anche se non si stanno ancora aprendo nuove regioni, l’idrogeno sta diventando più conveniente dove è già presente.
La California Fuel Cell Partnership ha a mappa delle stazioni di idrogeno. Puoi controllare e vedere se vivi e lavori abbastanza vicino a una stazione di idrogeno per farla funzionare per te. Lo sostiene anche il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti una mappa nazionale sul sito web del suo Alternative Fuels Data Center, ma le uniche stazioni di idrogeno elencate al di fuori della California sono una in Massachusetts, una nel Connecticut e una nella Carolina del Sud.
Perché in futuro vedrete più auto a idrogeno
Per comprendere veramente l’auto alimentata a idrogeno, bisogna guardarla nel contesto più ampio dei veicoli elettrici. Una regola fondamentale dei combustibili alternativi è che non esiste un’unica soluzione che funzioni in ogni caso. È probabile che i veicoli elettrici a batteria impiegheranno molto tempo per ricaricarsi nel prossimo futuro e i veicoli elettrici a prezzi accessibili avranno un’autonomia limitata. Gli ibridi e persino gli ibridi plug-in utilizzano ancora combustibili fossili in un certo senso, ma è possibile accedervi e percorrere lunghe distanze con un facile rifornimento. L’energia dell’idrogeno colma questo divario, offrendoti un veicolo a emissioni zero che puoi rifornire come un’auto a benzina, a condizione che ci sia una stazione di idrogeno dove ne hai bisogno. In questo contesto, nel nostro mondo c’è posto per le auto alimentate a idrogeno.
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