LSFoligno UNIPG L idrogeno come combustibile GCM A
LSFoligno UNIPG L’ idrogeno come combustibile GCM A. A. 2007/8
LSFoligno UNIPG Problema dei trasporti • Circa 35% del nostro consumo energetico è destinato ai trasporti • La benzina e simili risolvono comodamente il problema. . – Produce 11 kcalorie per grammo – Ma l’efficienza dei motori è solo ca. 20% • • • Il gas naturale è scomodo e destinato ad esaurirsi Le auto solari sono poco pratiche, con solo 1– 2 CV Le auto elettriche usano batterie (ma potrebbero essere caricate con energia solare o eolica. . ) – Le batterie danno solo 0. 021 kcalorie per grammo – Ma la conversione in lavoro meccanico ha 90% di efficienza • Abbiamo urgente bisogno di un sostituto della benzina A. A. 2007/8 2
LSFoligno UNIPG L’ idrogeno? ? • Se ci fossero in natura sacche di idrogeno sarebbe fantastico perchè l’ H bruciando produce 32 kcalorie/grammo - attraverso la semplice reazione : 2 H 2 + O 2 2 H 2 O • Ma : – Non esistono sacche naturali di H – Poi è estremamente voluminoso come gas • ca. 11000 volte meno denso della benzina… • Pertanto, soprattuto per la prima ragione: – H non si può considerare una sorgente alternativa di energia A. A. 2007/8 3
LSFoligno UNIPG Estrazione dell’ H • L’ H può però essere estratto da sostanze naturali, come e soprattuto dall’acqua (H 2 O) • Ma l’ H si trova nell’acqua come risultato di una reazione chimica che ha prodotto energia • Per riaverlo indietro occorre fornire energia! • L’energia necessaria per produrre H si può prendere da altre sorgenti tradizionali e dunque H non è di per sè una sorgente ma solo un veicolo intermedio di energia. Ne vale la pena? ? ? A. A. 2007/8 4
LSFoligno UNIPG Elettrolisi • H viene estratto dall’acqua mediante elettrolisi, fornendo energia elettrica – Ossia facendo passare una corrente che dissocia H ed O (il doppio di H che di O) in ioni H+ e O– H+ va al catodo negativo e O- all’anodo positivo – Le bolle di H vengono raccolte. A. A. 2007/8 5
LSFoligno UNIPG Abbiamo risolto? ? • Bruciando l’H, ossia ricombinandolo con O per formare acqua, si produce energia pulitissima • Ma dobbiamo fare bene i conti. Se per l’elettrolisi si usa energia elettrica di centrali tradizionali – per es. a carbone, si producono ton di CO 2, SO 2 e altre schifezze – L’efficienza complessiva è data da quella della centrale (ca. 33%) per quella dell’ elettrolisi (ca. 65%) per quella del motore (ottimistico 65% con fuel cells? ) = 14% – Ma allora è più efficiente bruciare benzina tradizionale (20% ) A. A. 2007/8 6
LSFoligno UNIPG Ma allora? • L’unica soluzione sensata appare quella di usare fonti alternative pulite (solare, eolico, idro, geo) per ricavare H con elettrolisi • Ma se vogliamo risolvere completamente il problema dei trasporti (che richiede il 35% di tutta l’energia) attraverso l’ H dobbiamo aumentare molto la produzione di energia elettrica e questo non appare purtroppo molto realistico se non si ricorre al nucleare… A. A. 2007/8 7
LSFoligno UNIPG Fuel Cells • Nelle Fuel cells essenzialmente si fa il contrario esatto che nell’elettrolisi, ossia si ricava en. Elettrica legando H e O per riformare acqua • L’efficienza teorica max è 83%, ma il valore 65% è realistico – Da confrontare con 20– 25% delle macchine termiche A. A. 2007/8 8
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