Perché l'idrogeno è disponibile in diversi colori?

L’idrogeno è l’elemento più abbondante nell’universo e il terzo più abbondante sulla Terra, ma quasi tutto l’idrogeno della Terra lo è bloccato in altri composti. Una volta estratto, può essere una preziosa fonte di combustibile, perché è altamente reattivo e rilascia energia utilizzabile se combinato con altri elementi. Questa è l’idea alla base delle celle a combustibile alimentate a idrogeno.

Gli scienziati hanno sviluppato diversi modi per estrarre l’idrogeno, rendendo le celle a combustibile alimentate a idrogeno una cosa emergente. Secondo Auto e autista, hanno alimentato più di 15.000 auto californiane nel 2022, tra cui la Toyota Mirai, la Hyundai Nexo e la Honda Clarity (non più in produzione).

Energy.gov afferma sul suo sito web: “Le celle a combustibile possono essere utilizzate in un’ampia gamma di applicazioni, fornendo energia per applicazioni in molteplici settori, compresi i trasporti, edifici industriali/commerciali/residenziali e stoccaggio di energia a lungo termine per la rete in sistemi reversibili. Ciò significa che una cella a combustibile a idrogeno potrebbe benissimo alimentare il tuo le case

sistema elettrico in futuro.

Non tutti i metodi di estrazione dell’idrogeno sono uguali. Molti si affidano alla scomposizione di combustibili ricchi di idrocarburi come il gas naturale e il carbone, rilasciando carbonio nell’atmosfera. Ma è anche possibile estrarre idrogeno dall’acqua utilizzando energie rinnovabili. I “colori” dell’idrogeno si riferiscono ai metodi di produzione e includono un arcobaleno virtuale.

Cos’è l’energia dell’idrogeno?

Scharfsinn86/Getty Images

Una cella a combustibile a idrogeno fornisce elettricità e funziona in modo simile a una batteria, ma non è un sistema di accumulo e non necessita mai di ricarica. Continuerà a produrre elettricità finché ci sarà un flusso costante di idrogeno puro.

L'idrogeno, costituito da un elettrone carico negativamente e un protone carico positivamente, è l'elemento più semplice dell'universo.

Quando si fornisce idrogeno gassoso a una cella a combustibile, questo scorre verso un lato della cella (l'anodo), dove un catalizzatore lo divide in protoni ed elettroni. I protoni migrano attraverso una membrana verso l'altro lato (il catodo), mentre gli elettroni prendono un altro percorso, generando elettricità e calore prima di finire nello stesso posto. I protoni e gli elettroni liberi infine si combinano con l'ossigeno presente nell'aria per produrre monossido di diidrogeno, ovvero acqua.

Poiché l’acqua è l’unico sottoprodotto di una cella a combustibile, è un energia pulita sistema che non aggiunge carbonio all’atmosfera. Questa è una notizia promettente. Ma produrre idrogeno consuma anche energia e, a seconda del metodo, crea sostanze inquinanti.

Di che colore è l'idrogeno?

I colori dell'idrogeno vanno dal bianco al nero, con un'intera tavolozza di tonalità in mezzo. Non si riferiscono all’aspetto reale del gas (è incolore) ma al modo in cui viene prodotto.

• Bianco: Sebbene la maggior parte dell’idrogeno terrestre sia racchiuso in composti, esistono serbatoi sotterranei di idrogeno gassoso. L’estrazione prevede il fracking, una procedura controversa, e al momento non ci sono piani per utilizzare questo tipo di idrogeno su larga scala.
• Marrone scuro: La forma di idrogeno più dannosa per l’ambiente proviene dal carbone. L’estrazione prevede la gassificazione, sottoponendo il carbone a calore elevato per separarlo in idrogeno e carbonio di scarto che viene rilasciato nell’atmosfera.
• Grigio: Questo è il tipo più economico e più comune di combustibile a idrogeno disponibile. Le fabbriche lo producono separando l'idrogeno da gas naturale utilizzando il vapore. Come la varietà nera, l’idrogeno grigio ha un impatto ambientale negativo, perché la sua produzione rilascia anidride carbonica nell’atmosfera.
• Blu: I produttori estraggono l’idrogeno blu, ovvero l’idrogeno a basso contenuto di carbonio, lo stesso dell’idrogeno grigio. Ma in questo caso catturano e immagazzinano le emissioni. Ciò rende l’idrogeno blu un’alternativa più pulita al grigio, ma non è completamente pulito, perché rilascia comunque una piccola quantità di emissioni.
• Turchese: Per produrlo, le fabbriche utilizzano un metodo chiamato pirolisi del metano, che si traduce in un sottoprodotto di scarto di carbonio solido. È nuovo, sperimentale e non è stato ancora utilizzato su larga scala.
• Rosa/Rosso/Viola: L'idrogeno rosa, noto anche come idrogeno rosso o viola, proviene dall'elettrolisi, che separa l'acqua nei suoi componenti idrogeno e ioni ossigeno. L’energia nucleare fornisce l’energia elettrica.

Cos’è l’idrogeno verde?

Anche l’idrogeno verde, detto idrogeno giallo per dargli un nome più solare, è un prodotto dell’elettrolisi, ma l’elettricità proviene dall’energia solare o eolica. È davvero un carburante pulito perché, dalla produzione all’utilizzo finale, è completamente privo di emissioni. È anche una risorsa rinnovabile purché il pianeta abbia abbastanza acqua per produrla.

Idrogeno vs. Auto elettrica

I veicoli a celle a combustibile a idrogeno (HFCV) non riescono a sorpassare veicoli elettrici (EV) in popolarità in tempi brevi. Quindicimila conducenti della California possiedono veicoli HFC, ma ci sono più di 2,5 milioni di veicoli elettrici che circolano sulle strade a livello nazionale.

I veicoli HFC alimentati a idrogeno verde rappresentano un’alternativa ecologica ai veicoli elettrici. Ma probabilmente rimarranno in background per il momento a causa di alcuni problemi, tra cui:

• Mancanza di infrastrutture per il rifornimento. La California ha solo 60 stazioni di rifornimento, alcune delle quali occasionalmente offline a causa della carenza di rifornimenti.
• Mancanza di potenza di accelerazione. Toyota dota la Mirai di una batteria aggiuntiva per le situazioni ad alta richiesta.
• A differenza dei veicoli elettrici, gli HFCV non possono essere ricaricati a casa.

Chris Deziel è attivo nel settore dell'edilizia da oltre 30 anni. Ha contribuito a costruire da zero una piccola città nel deserto dell'Oregon e ha contribuito a fondare due società di paesaggistica. Ha lavorato come falegname, idraulico e rifinitore di mobili. Deziel scrive articoli fai-da-te dal 2010 e ha lavorato come consulente online, più recentemente con il servizio Pro Referral di Home Depot. Il suo lavoro è stato pubblicato su Landlordology, Apartments.com e Hunker. Deziel ha anche pubblicato contenuti scientifici ed è un appassionato musicista.