Pubblicato su Politica Domani Num 25 - Maggio 2003

Idrogeno
Come si genera
Tra vantaggi e svantaggi

Alessio Fatale

Le centrali a fusione nucleare e i motori a celle combustibili sono tecnologie basate sull'idrogeno. Il loro sviluppo potrebbe portare entro pochi anni alla creazione di una fonte pulita e inesauribile di energia: l'idrogeno è l'elemento più abbondante (tre quarti dell'universo è costituito da idrogeno) e non emette gas inquinanti quando viene bruciato. Numerosi dubbi sono sorti però sull'utilizzo di questa fonte di energia.
L'idrogeno è un ottimo combustibile e può produrre energia in due modi: per combustione o per ricongiungimento chimico con l'ossigeno, bruciando cioè l'idrogeno da solo, oppure aggiungendolo ad altri combustibili. La combustione non presenta particolari problemi e produce acqua, idrogeno incombusto e tracce di ammoniaca. Nelle celle a combustibile viene prodotta energia elettrica attraverso il ricongiungimento chimico di idrogeno e ossigeno. La cella è costituita da due piastre, gli elettrodi (un anodo e un catodo sovrapposti) tra i quali è posto un elettrolita. L'idrogeno viene fatto fluire verso l'anodo dove, grazie al catalizzatore, avviene la separazione tra cariche elettriche positive e negative. Le cariche negative, non potendo oltrepassare l'elettrolita, per raggiungere il catodo passano attraverso un cavo conduttore esterno. Il movimento delle cariche negative genera una corrente elettrica che si può utilizzare direttamente. Le cariche positive passano attraverso l'elettrolita e raggiungono il catodo dove si incontrano con l'ossigeno e formano acqua.
Sulla terra l'idrogeno non si trova mai da solo: ce n'è in abbondanza nell'acqua, ma unito con l'ossigeno, e negli idrocarburi, unito con il carbonio. Il problema, perciò, non è trovare l'idrogeno ma estrarlo dalla risorsa in cui si trova in natura. L'idrogeno ora in commercio è estratto dai combustibili fossili (metano e carbone) oppure dall'acqua attraverso l'elettrolisi, la scissione dell'acqua mediante l'utilizzo di corrente elettrica. In natura esistono piccoli organismi fotosintetici che producono idrogeno con l'aiuto dell'energia solare e molti ricercatori stanno studiando la possibilità di ottenere discrete quantità di idrogeno da questi sistemi.
Il problema dell'inquinamento dell'idrogeno non si pone quindi nell'utilizzo, ma nella sua estrazione. Quando si estrae l'idrogeno dai combustibili fossili, si produce una grande quantità di anidride carbonica, responsabile dell'effetto serra. Estraendo l'idrogeno da un metro cubo di metano si produce la stessa quantità di anidride carbonica che si avrebbe bruciando direttamente quel metro cubo di gas. Per estrarre idrogeno dall'acqua occorre utilizzare energia elettrica. Una unità di energia creata in questo modo inquina molto di più di un'unità di energia ottenuta direttamente da un combustibile fossile tradizionale. La risposta al problema sta ancora una volta nelle fonti di energia rinnovabile, come l'idroelettrica, l'eolica, l'energia solare.
Uno studio sulle emissioni di gas serra dei motori a combustione interna di tipo convenzionale (benzina, diesel e gas naturale) e non (elettrici e a idrogeno), ha rivelato che il dispositivo più inquinante è il motore a combustione interna a idrogeno liquido (utilizzato per la propulsione delle navette spaziali), nel quale l'energia è prodotta dalla combustione chimica dell'idrogeno.Lo studio teneva conto non solo della quantità di anidride carbonica emessa dai motori durante la combustione ma anche di quella generata nei processi di estrazione, produzione e distribuzione dei combustibili. È risultato che i motori meno inquinanti sono quelli a celle combustibili, nei quali l'idrogeno e l'ossigeno atmosferico reagiscono per creare energia elettrica e restituiscono, come scarto, acqua liquida e calore.
Tutte le case automobilistica hanno realizzato almeno un veicolo a idrogeno. La prima auto a idrogeno è stata la Bmw 750HL: qui l'idrogeno viene bruciato e alimenta il motore che non è elettrico ma a scoppio; essa garantisce le stesse prestazioni delle auto a benzina e raggiunge i 226 km/h di velocità. Fiat, Opel e Ford hanno creato prototipi fuel cell con motore elettrico: queste non raggiungono prestazioni esaltanti, ma sono meno inquinanti.