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Abc energia: come si produce l’idrogeno
Ecco spiegati i principali vantaggi connessi all’impiego dell’idrogeno in campo energetico. Due le modalità per ottenerlo sia da combustibili fossili che da fonti rinnovabili.
L’interesse per l’idrogeno (H) come combustibile, per applicazioni
stazionarie e trazione, è dovuto al ridotto inquinamento: il
prodotto di scarto conseguente l’utilizzo è vapore
acqueo.
Le fonti primarie possono essere sia fossili che rinnovabili. Le
tecnologie di produzione dell’H da combustibili fossili sono mature
e diffuse, anche se da ottimizzare da un punto di vista economico,
energetico e di impatto ambientale. Tali processi prevedono
raffinazione e frazionamento delle molecole degli idrocarburi fino
a completa eliminazione del carbonio.
Lo “Steam reforming” è il processo più diffuso e
avviene tra metano e vapore a 800° con reazione
CH4+2H2O+calore=4H2+CO2. Pensare all’H per ridurre l’inquinamento
utilizzando il reforming del gas naturale non risolve i problemi
delle emissioni di CO2.
Più efficaci sono le fonti rinnovabili e tra le più
promettenti c’è il sole. L’H viene prodotto scindendo le
molecole d’acqua con una reazione di elettrolisi:
H2O+elettricità=H2+O
Mediante energia fotovoltaica si può produrre idrogeno
elettrolitico e ossigeno che, ricombinati nelle celle a
combustibile, producono energia.
Nel ciclo virtuoso dell’energia rinnovabile, l’H è il
vettore per immagazzinare l’energia in esubero e impiegarla quando
non c’é. Come prodotto di scarto si genera una
quantità di acqua a 70° quasi uguale a quella di
partenza.
Una centrale fotovoltaica a H è composta da: 1) generatore
fotovoltaico 2) sistema di produzione elettrolitica 3) sistema di
stoccaggio dell’H 4) cella combustibile.
Il funzionamento della centrale, in termini di flusso di energia,
è il seguente:
• L’energia solare viene trasformata in elettricità da
pannelli fotovoltaici
• Durante le ore di insolazione, una parte dell’energia
elettrica alimenta direttamente il carico, l’eccedente viene
trasformata in energia chimica (H) e immagazzinata
• Nelle ore di buio o scarsa insolazione l’energia chimica
dell’H è riconvertita in elettricità nella cella a
combustibile per soddisfare le esigenze del carico.
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