Immagazzinamento dell idrogeno

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Immagazzinamento dell'idrogeno

La scheda: Immagazzinamento dell'idrogeno

L'immagazzinamento dell'idrogeno (o stoccaggio dell'idrogeno) descrive i metodi per immagazzinare H2 per un successivo utilizzo. Le metodologie spaziano su molti approcci, inclusi l'alta pressione e la criogenica, ma si concentrano solitamente su materiali che rilasciano reversibilmente l'idrogeno tramite il riscaldamento.
L'immagazzinamento dell'idrogeno rappresenta un punto fondamentale nello sviluppo di un'economia dell'idrogeno. La maggior parte della ricerca sull'immagazzinamento dell'idrogeno punta ad una diminuzione del volume di stoccaggio, per applicazioni mobili. Queste ricerche sono importanti anche per il ruolo che potrebbe avere l'idrogeno nel fornire un deposito per l'energia elettrica di fonti non prevedibili, come l'energia eolica. Al giorno d'oggi la principale difficoltà nell'utilizzo dell'idrogeno come sistema di stoccaggio è che le trasformazioni energia→ idrogeno→ energia sono costose e tecnologicamente complesse.
Gli idrocarburi tradizionali sono solitamente immagazzinati dove è previsto il loro utilizzo: lo stoccaggio è possibile sia in fase liquida, nei serbatoi di benzina, gasolio e GPL, sia in fase gassosa, nei serbatoi di propano e metano. L'idrogeno risulta invece molto costoso da stoccare e/o trasportare con le attuali tecnologie.
L'idrogeno presenta una elevata densità di energia per unità di massa, ma scarsa densità energetica volumetrica rispetto agli idrocarburi, richiedendo quindi serbatoi di maggiori dimensioni per il suo deposito. Tali serbatoi sono quindi più pesanti rispetto a quelli degli idrocarburi a parità di contenuto energetico, lasciando invariati tutti gli altri fattori. Aumentare la pressione del gas migliorerebbe la densità di energia per unità di volume, ottenendo contenitori meno ingombranti, ma non più leggeri. Comprimere un gas richiede energia per alimentare il compressore: una compressione più spinta comporta una maggiore perdita di energia durante il processo di compressione.
Alternativamente si potrebbe usare idrogeno liquido (o neve di idrogeno) a più alta densità volumetrica di energia (come nello Space Shuttle). Tuttavia l'idrogeno liquido richiede un immagazzinamento criogenico e bolle a circa 20,268 K (-252,882 °C ovvero -423,188 °F). Quindi la sua liquefazione impone una grande perdita di energia (poiché è richiesta energia per raffreddarlo fino a quelle temperature). I serbatoi devono poi essere ben isolati per evitare l'ebollizione e l'isolante per l'idrogeno liquido è solitamente costoso e delicato. Assumendo tutto questo risolvibile, rimane il problema della densità. L'idrogeno liquido ha densità energetica per unità di volume di circa 4 volte inferiore rispetto ad altri idrocarburi, come la benzina. Questo evidenzia il problema della densità per l'idrogeno puro: vi è effettivamente il 64% in più di idrogeno in un litro di benzina (116 grammi di idrogeno) che in un litro di idrogeno liquido puro (71 grammi). Il carbonio nella benzina inoltre contribuisce attivamente all'energia della combustione.


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