Premesso che le vetture a motori termici usano idrocarburi che producono anidride carbonica, CO2 – ritenuta, sulla base degli studi condotti dalla comunità scientifica internazionale, la causa principale dei mutamenti climatici -, è stato dato avvio alla ricerca di fonti energetiche alternative non inquinanti.
Infatti, alcune società multinazionali del trasporto hanno pensato di ricorrere alla produzione di auto elettriche, tant’è che c’è stato un rialzo improvviso della domanda anche se, nel contempo, l’offerta è entrata subito in crisi in quanto la filiera relativa alla produzione delle batterie necessita di alcuni metalli specifici, i cui minerali in natura sono rari o di complessa estrazione. Tra i metalli utilizzati ci sono il Litio [Li, presente nei minerali allumino-silicati: – petalite (Li,Na)AlSi4O10 e spodumene LiAlSi2O6]; il Cobalto (Co, presente nei minerali: smaltite CoAs2 – arseniuro di cobalto e cobaltite CoAsS – zolfoarseniuro di cobalto); il Nichel [Ni, si trova nei minerali: pentlandite(Fe,Ni)S – solfuro di nichel e ferro, e garnierite (Mg,Ni)3(OH)4Si2O5 – idrosilicato di magnesio e nichel]; il Manganese [Mn, si trova nei minerali: pirolusite MnO2 – biossido di manganese, braubite Men2O3 – triossido di bimanganese, hausmannite Mn3O4 – tetraossido di trimanganese].
L’estrazione del minerale e i relativi processi chimici per ottenere l’elemento puro richiedono notevole manodopera soggetta in alcuni Paesi, come la Repubblica Democratica del Congo, a greve sfruttamento che solleva molti problemi di natura etica, e costi economici elevati. A ciò bisogna anche aggiungere che questi elementi non sono molto abbondanti (il Manganese è al 12° e il Litio 33° posto nella graduatoria dell’abbondanza) sulla crosta terrestre e i relativi minerali si trovano concentrati in alcuni paesi del mondo, e che la costruzione di una batteria richiede richiesti chilogrammi del metallo usato.
Un’alternativa molto meno problematica e per niente inquinante è offerta dall’idrogeno verde, un gas combustibile come la benzina, o il gas metano, che attualmente si estrae dall’acqua H2O, ovviamente composto presente ovunque sulla crosta terrestre e per questo democratico. Il processo da cui si ottiene attualmente l’idrogeno verde è l’elettrolisi dell’acqua, cioè la scomposizione dell’acqua in ossigeno O e idrogeno H per effetto della corrente elettrica (prodotta da fonti rinnovabili: eolico o solare), secondo la seguente reazione endotermica:
H2O (liquido) + energia elettrica –> H2 (gas) + ½ O2 (gas)
(da cui si ottiene anche ossigeno come sottoprodotto che rende più economico il processo). L’idrogeno, essendo un gas, può essere immagazzinato anche in sicurezza o in vettori di idrogeno organico liquido (LOHC) o sotto forma di idruri di ferro o di titanio (MHx) per tutto il tempo che si vuole e trasportato dove si vuole, a differenza di una batteria in cui l’elettricità può essere immagazzinata per un tempo limitato.
Le auto alimentate ad idrogeno, usato come combustibile all’interno di un motore termico tradizionale, adottano la tipologia HICEV (Hydrogen Internal Combustion Engine Vehicle – Veicolo con motore a combustione interna a idrogeno) in cui avviene la reazione esotermica, inversa alla precedente:
H2 (gas) + ½ O2 (gas) –> H2O (vapore) + energia termica
Il processo, per niente inquinante in quanto produce acqua, che rimette nell’ambiente, in quantità equivalente a quella usata per produrre idrogeno, dimostra che l’idrogeno è una risorsa energetica inesauribile a differenza del petrolio, da cui si ricavano i diversi carburanti, e di tutti i metalli usati per la produzione delle batterie necessarie per le auto elettriche.
La tipologia HICEV non va confusa con quella delle auto, i cui motori adottano il sistema FCEV (Fuel Cell Engine Vehicle – Veicolo con motore a cella a combustibile), che sono alimentate sempre con idrogeno la cui energia termica viene convertita direttamente in energia elettrica.
Per queste sue caratteristiche la ricerca sulla produzione dell’idrogeno verde sta continuando al fine di renderlo economicamente competitivo riguardo alle altre fonti energetiche, come ho spiegato in un precedente articolo (https://www.news-24.it/idrogeno-verde-mon-amour-per-una-transizione-sostenibile/ ).
Francesco Giuliano
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