I ricercatori dell’Università di Lund in Svezia hanno sviluppato un innovativo sistema di alimentazione per auto che funziona in modo circolare, riducendo al minimo le emissioni di gas serra.
Questo sistema utilizza un liquido unico che, se combinato con un catalizzatore solido, si trasforma in idrogeno per l’auto. Dopo l’utilizzo, il liquido esaurito viene rimosso dal serbatoio del veicolo e ricaricato con idrogeno, rendendolo pronto per il riutilizzo. Il processo costituisce un sistema a circuito chiuso che riduce significativamente l’impatto ambientale.
In due articoli di ricerca, i ricercatori di Lund hanno dimostrato che il metodo funziona e, sebbene si tratti ancora di ricerca di base, ha il potenziale per diventare in futuro un efficiente sistema di stoccaggio dell’energia.
“Il nostro catalizzatore è uno dei più efficienti in circolazione, almeno se si considera la ricerca disponibile al pubblico”, ha affermato Ola Wendt, professore presso il Dipartimento di Chimica dell’Università di Lund e uno degli autori.
Affrontare l’impatto climatico ed esplorare il gas idrogeno
Per ridurre l’impatto sul clima è necessario trovare modi alternativi di produrre, immagazzinare e trasformare l’energia al fine di ridurre le emissioni di anidride carbonica derivanti dai combustibili fossili. Un modo coinvolge il tanto discusso gas idrogeno, che molti vedono come una soluzione futura per lo stoccaggio di energia. La natura immagazzina energia in legami chimici e l’idrogeno contiene la più alta densità di energia in relazione al suo peso.
“Tuttavia, il gas può essere difficile da gestire, quindi stiamo esaminando un carburante liquido caricato con idrogeno che possa essere erogato tramite una pompa, in un modo sostanzialmente simile a quanto accade oggi nelle stazioni di servizio”, ha dichiarato Ola Wendt.
Il concetto è noto come LOHC (portatori di idrogeno organico liquido) e non è nuovo in quanto tale. La sfida è trovare un catalizzatore quanto più efficiente possibile, in grado di estrarre l’idrogeno dal liquido.
Il sistema è progettato per funzionare utilizzando un liquido “caricato” con idrogeno. Il liquido viene pompato attraverso un catalizzatore solido che estrae l’idrogeno. Questo può essere utilizzato in una cella a combustibile – che converte il combustibile chimico in elettricità – mentre il liquido “esaurito” viene trasportato in un altro serbatoio. L’unica emissione è l’acqua.
Rifornimento e produzione su larga scala
Il liquido esaurito può quindi essere svuotato presso una stazione di rifornimento prima del rifornimento con liquido nuovo e carico. Ciò significherebbe probabilmente una produzione su larga scala della sostanza, paragonabile alle odierne raffinerie di petrolio.
“Abbiamo convertito oltre il 99% dell’idrogeno gassoso presente nel liquido”, ha detto Ola Wendt.
I ricercatori stanno anche valutando se sarebbe possibile utilizzare il carburante per veicoli più grandi come autobus, camion e aerei.
“Con i grandi serbatoi di cui dispongono, potrebbe essere possibile coprire quasi la stessa distanza che si potrebbe coprire con un serbatoio di gasolio. Inoltre convertiresti circa il 50% in più di energia rispetto all’idrogeno compresso”, ha aggiunto.
Componenti e sfide
I liquidi utilizzati sono isopropanolo (che è un ingrediente comune nel lavacristalli) e 4-metilpiperidina.
Sembra un po’ troppo bello per essere vero? Sì, almeno per ora rimangono alcune sfide. Uno è che la durata del catalizzatore è piuttosto limitata. Un’altra è che l’iridio, su cui si basa il catalizzatore, è un metallo prezioso.
“Ma stimiamo che siano necessari circa due grammi di iridio per macchina. Questo potrebbe essere paragonato agli attuali convertitori catalitici per la pulizia dei gas di scarico, che contengono circa tre grammi di platino, palladio e rodio, che sono anch’essi metalli preziosi”, ha affermato Ola Wendt.
Questa è una soluzione tecnica basata sulla ricerca di base. Se si decidesse di realizzare un prodotto finito, Ola Wendt ritiene che il concetto potrebbe essere pronto entro dieci anni, a condizione che sia economicamente sostenibile e che vi sia interesse da parte della società.
Un altro problema è il modo in cui viene prodotto l’idrogeno: la maggior parte della produzione non è rispettosa del clima. L’idrogeno deve quindi essere immagazzinato e trasportato in modo efficace, cosa che oggi non è così semplice. Ci sono anche i rischi del rifornimento con idrogeno compresso. I ricercatori di Lund sperano di risolvere questo problema con il loro metodo.
“Il 98% di tutto l’idrogeno oggi è di origine fossile, prodotto dal gas naturale. Il sottoprodotto è l’anidride carbonica. Da un punto di vista ambientale, l’idea di produrre idrogeno per acciaio, batterie e carburante è inutile se viene realizzata utilizzando gas naturale”, sostiene Ola Wendt, ma spiega che sono in corso molte ricerche su come “green idrogeno” potrebbe essere prodotto dividendo l’acqua in idrogeno e ossigeno con l’aiuto di energia rinnovabile.
Allo stesso tempo, Wendt ritiene che siano necessarie decisioni politiche affinché le alternative rinnovabili e rispettose del clima possano prendere piede adeguatamente.
“Deve essere più economico e richiede decisioni politiche. Le energie rinnovabili non hanno alcuna possibilità di competere con qualcosa che si estrae dal terreno, dove il trasporto è quasi l’unico costo, come nel caso dei combustibili fossili”, ha concluso.
Fonte: Catalysis Science & Technology
