Benzina sintetica dall'idrogeno

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Oggi è uscita questa notizia sul sito di Repubblica.

Benzina sintetica dall'idrogeno la sfida energetica di Cella Energy
Un carburante pulito, non emetterebbe Co2 con la combustione. E soprattutto economico, costo di produzione circa 50 centesimi di dollaro al litro. Funzionerebbe sugli attuali motori benzina e diesel. E' il progetto finora top secret di un'azienda inglese e dei laboratori Rutherford Appleton.
di TIZIANO TONIUTTI

Benzina sintetica dall'idrogeno la sfida energetica di Cella Energy
OXFORD - Benzina senza petrolio, ottenibile senza attendere milioni di anni che servono ai fossili per diventare idrocarburi. Secondo l'azienda inglese Cella Energy 1, dopo quattro anni di ricerche segrete, condotte con i laboratori Rutherford Appleton di Oxford, è possibile. La parola magica che ci sarebbe dietro è già nota: idrogeno. Cella Energy dichiara che il carburante sintetico prodotto utilizzando questo processo di sintesi avrebbe almeno tre qualità: non produrrebbe emissioni nocive, costerebbe circa 1 dollaro e 50 al gallone, attorno ai 50 centesimi di euro al litro. E soprattutto funzionerebbe sui motori a scoppio così come sono ora, senza modificare nulla.

I laboratori Rutherford Appleton sono considerati luoghi di scienza di un certo livello. E infatti, il processo di produzione di questo "benzidrogeno" sembra piuttosto sofisticato. Il progetto del nuovo carburante è stato portato avanti dall'equipe del professor Stephen Bennington, in collaborazione con scienziati delle università di Oxford e di Londra. Nomi importanti, che ammantano la notizia con il fascino dei grandi momenti della scienza. Stephen Voller, CEO di Cella Energy, descrive il processo di produzione del nuovo carburante utilizzando concetti complessi. "Sono stati impiegate materie ad alta energia, incapsulate utilizzando una tecnica di nanostrutturazione chiamata elettrospray coassiale". Parole difficili, che Voller poi sintetizza in frasi più immediate:
"Abbiamo sintetizzato un carburante che può essere utilizzato nei motori attuali, rimpiazzando i combustibili tradizionali. Abbiamo impiegato materiali basati sull'idrogeno, che quindi non producono emissioni nocive. Come se il motore utilizzato fosse elettrico". Naturalmente, il brevetto sulla tecnologia di incapsulamento del "benzidrogeno" è proprietario di Cella Energy.

La chiave. L'idea dietro il nuovo carburante è la conservazione dell'idrogeno in una maniera innovativa, più semplice ed economica. L'incapsulamento sviluppato da Cella Energy permetterebbe, grazie alle nanotecnologie, di produrre microfibre di materiale di spessore fino a 30 volte inferiore a un capello. Questo nuovo materiale forma una fibra in grado di contenere tanto idrogeno quanto i tradizionali contenitori speciali, e possono essere trasformati in sostanza liquida distribuibile alle pompe. L'idrogeno produce circa tre volte l'energia di una stessa quantità di carburante basato sul petrolio, e dai tubi di scappamento esce soltanto acqua. Insomma fare il pieno rimarrebbe un'esperienza del tutto simile a quella attuale, senza l'odore del carburante e i fumi nocivi. E con qualche euro in più nel portafoglio una volta ripartiti. Il problema dell'idrogeno come carburante per veicoli sta nello stoccaggio e la distribuzione, che hanno bisogno di condizioni termiche particolari e costi di gestione elevati, entrambi freni alla diffusione delle nuove forme di propulsione. E molte ipotesi sul futuro della mobilità sono al momento rimaste tali. Se l'idea di Cella Energy dovesse produrre i risultati che promette, la rimandata era dell'idrogeno potrebbe iniziare davvero.
 

Er Presidente

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Far funzionare un motore a combustione interna ad idrogeno non e' piu' complicato che farlo funzionare a Metano (che e' gia' un combustibile "a idrogeno").
Stoccare l'iderogeno e' "il problema" e le nanotecnologie sono promettenti in questo campo.
Gli studi militari per l'utilizzo di nanotubi per l'accumulo dell'idrogeno hanno avuto successo (ne sanno qualche cosa in medio oriente) e adesso i nuovi brevetti si stanno riversando nel mercato civile.
La elettrospray e' una tecnica per produrre nanocomponenti a "basso" costo.
Se i processi di produzione di nanotecnologie scenderanno di costo, come promesso, ci sara' una vera rivoluzione nella produzione di energia, sara' la strada da seguire per il nostro futuro.
Io sono molto ottimista, investire in queste tenologie e' fondamentale, chi piu' lo fara' piu' sara' potente in futuro.
 

cacciatorino

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Far funzionare un motore a combustione interna ad idrogeno non e' piu' complicato che farlo funzionare a Metano (che e' gia' un combustibile "a idrogeno").

Scusa ma, da un punto di vista termodinamico, dov'e' la convenienza? Ossia da dove viene fuori l'energia che serve per separare l'idrogeno (presumo si parta da quello "degradato" presente nell'acqua) e renderlo di nuovo combustibile?
 

Er Presidente

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Scusa ma, da un punto di vista termodinamico, dov'e' la convenienza? Ossia da dove viene fuori l'energia che serve per separare l'idrogeno (presumo si parta da quello "degredato" presente nell'acqua) e renderlo di nuovo combustibile?

Teoricamente dalle rinnovabili, praticamente dal metano, dal petrolio (sic), dal nucleare.
 

Meccbell

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Scusa ma, da un punto di vista termodinamico, dov'e' la convenienza? Ossia da dove viene fuori l'energia che serve per separare l'idrogeno (presumo si parta da quello "degradato" presente nell'acqua) e renderlo di nuovo combustibile?
Dal punto di vista termodinamico la convenienza è sottozero, al massimo ci sta una "comodità" di trasporto e maneggio di questa "similbenzina".

Il grosso della convenienza è, ovviamente, solo nel costuire la filiera di produzione e distribuzione del carburante.
 

AntonioV

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L'aspetto sensazionale di questa notizia, piu' dell'ecologia e del basso costo d'esercizio (anche i motori elettrici sono puliti e saranno economici), sta nel fatto che questo eco-carburante funzioni con le nostre normali autovetture.

Questo comporta che non si dovranno rottamare milioni di auto "a scoppio", cosa invece inevitabile se si passasse a quelle elettriche, a tutto beneficio dell'ambiente.

Piuttosto mi viene un dubbio atroce: dove si trovera' l'acqua?

Quella potabile sara' sempre meno e si dovra' quindi razionare per esseri umani e bestiame, percio' mi chiedo se l'acqua desalinizzata degli oceani sia "compatibile"...

:)
 

SolidUser

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Se avessi la certezza che fosse prodotto da fonti rinnovabili (no nucleare e petrolio), sarei disposto a pagare la benzina anche 2 Euro, pur di non inquinare.
Filiera o no filiera, convenienza o non convenienza....abbattare l'attuale filiera del petrolio che già dalla fonte inizia ad inquinare, sarei disposto ad intraprendere questo trapasso.
E poi come tutti gli inizi, occorre partire per potersi svincolare dagli attuali costi.
Anche il DVD costava un paio di Euro, adesso con 5 centesimi di Euro, li produci.
 

Er Presidente

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I motori elettrici sono economici, le batterie di accumulatori molto meno.
Che l'idrogeno possa essere usato in un motore endotermico non significa in "qualsiasi" motore endotermico.
La strada dell'idrogeno utilizzato direttamente nei motori a combustione interna e' la strada seguita con convinzione da piu' di dieci anni da BMW che non ha mai creduto troppo nelle Fuel Cell, a differenza di Daimler.
La filiera dell'idrogeno e' fondamentale per accumulare e distribuire l'energia prodotta dalle rinnovabili e dal nucleare.
L'acqua non mi risulta manchi sul pianeta terra, quella che manca e' quella potabile.
L'idrogeno e' un "media", un sistema di accumulo e di trasporto di energia, il problema e' come produrlo, una volta che sia stato risolto il problema di come accumularlo.
 

cacciatorino

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Che l'idrogeno possa essere usato in un motore endotermico non significa in "qualsiasi" motore endotermico.
La strada dell'idrogeno utilizzato direttamente nei motori a combustione interna e' la strada seguita con convinzione da piu' di dieci anni da BMW che non ha mai creduto troppo nelle Fuel Cell, a differenza di Daimler.

tu sei forse un po' piu' addentro e magari mi sai rispondere. Immaginiamo un motore classico alimentato ad idrogeno: mi aspetto un rendimento termodinamico simile a quando lo facciamo funzionare a benzina, quindi diciamo un 25%. Com'e' la cella a combustibile a questo riguardo? Migliore, uguale, peggiore?
 

Er Presidente

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tu sei forse un po' piu' addentro e magari mi sai rispondere. Immaginiamo un motore classico alimentato ad idrogeno: mi aspetto un rendimento termodinamico simile a quando lo facciamo funzionare a benzina, quindi diciamo un 25%. Com'e' la cella a combustibile a questo riguardo? Migliore, uguale, peggiore?

Un Fuel Cell ha un rendimento "nominale" del 40%.
Anche volendo dare il giusto credito "all'oste", il "vino" dovrebbe essere sicuramente superiore al 30%.
 

AntonioV

Bannato
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L'acqua non mi risulta manchi sul pianeta terra
Non vorrei dire una fesseria, ma sei proprio sicuro che l'elettrolisi dell'acqua marina costi quanto quella di acqua preventivamente desalinizzata?

Purtroppo attorno a me ho solo un gregge di geodeti, e manco uno che abbia rudimenti di chimica...

Grazie e buona giornata :)
 

Exatem

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... (Cut) L'idrogeno e' un "media", un sistema di accumulo e di trasporto di energia, il problema e' come produrlo, una volta che sia stato risolto il problema di come accumularlo.

Sullo stoccaggio dell’idrogeno per le celle a combustibile, può interessare la soluzione adottata per i sottomarini U212A.
I Classe Todaro, come sono chiamati i nostri, sono designati come Sottomarini convenzionali e non come Sommergibili.
Chi mi ha seguito oramai conosce la differenza tra i due termini comunque in questo caso possiamo affermare che la definizione di sottomarino è da attribuire alla lunga autonomia in immersione dovuta all’uso delle celle a combustibile (o fuel cells). I 212 sono lunghi 55,9m, dislocano in immersione 1830 tonnellate. L’apparato motore consiste in un gruppo diesel-generatore da 3,12MW, un motore a magneti permanenti da 2,85MW e un sistema AIP a fuel cells da 306kW.
Le celle a combustibile, ricevendo idrogeno e ossigeno, producono energia elettrica, acqua e calore (riutilizzabile).
Il termine celle a combustibile non è corretto in quanto al loro interno, non avviene nessuna combustione bensì, una reazione chimica.
Il problema maggiore è come immagazzinare l’idrogeno ad esse destinato. Esistono due grandi metodi per accumulare idrogeno il cosiddetto “tradizionale” e quello ad “assorbimento”. Il sistema ad accumulo tradizionale è più semplice poiché consiste nell’immagazzinare idrogeno allo stato gassoso, dentro un serbatoio a pressione di acciaio (ultimamante sono stati proposti serbatoi in lega o in materiali compositi), la cui pressione si aggira tra i 200 e i 300 bar.
In pratica basta un compressore ed un contenitore pressurizzato.
Ma considerate le grandi pressioni in gioco, esistono rischi non trascurabili di esplosioni oltre ad un notevole svantaggio “fisico”. Infatti la fisica ci dice che un gas ideale, aumenta la propria densità lineramente in funzione della pressione a cui è sottoposto. Ma alle alte pressioni, l’idrogeno si comporta in maniera diversa, la sua densità aumenta in maniera meno che proporzionale con la pressione. Ciò significa che all’aumentare della pressione desiderata, occorrerà fornire sempre più energia per ottenere l’aumento di pressione, con conseguenti aumenti di temperatura non indifferenti. Il vantaggio di tale metodo risiede invece nella leggerezza del serbatoio di accumulo, fatto che ne ha favorito l’applicazione in campo terrestre.
Un altro metodo è quello dell’accumulo di idrogeno liquido.
L’idrogeno condensa a -253 C° e si liquefa. Il processo con cui si ottiene idrogeno liquefatto, è il ciclo Linde o di espansione Joule-Thompson.
Ma per ottenere tali raffreddamenti occorre utilizazre processi estremamente dispendiosi dal lato energetico. Inoltre l’isolamento dei serbatoi è estremamente difficile e un riscaldamento dello stesso, comporta il cambiamento di stato da liquido a aeriforme (fenomeno boil-off) con conseguente aumento di pressione all’interno del serbatoio. Per evitare che la pressione diventi eccessiva, parte dell’idrogeno deve essere espulso con rischio di fughe di gas.
I sistemi ad accumulo si idividono in tre categorie; a materiali a base di carbonio, a cristalli di alluminio (zeoliti) e a idruri metallici e sfruttano la capacità di questi elementi, di assorbire l’idrogeno e restituirlo all’occorrenza.
I materiali a base di carbonio interagiscono con il gas e consentono l’assorbimento dello stesso. Sono ancora in una fase sperimentale così come gli zeoliti (cristalli di alluminio simili a “spugne” che intrappolano l’idrogeno).
Si stanno studiano anche microsfere di cristallo e sodio boroidruro per le stesse capacità di assorbimento.
Per i 212 invece, è stata scelta la tecnologia degli Idruri metallici.
Un idruro è un sistema chimico tra un composto intermetallico e idrogeno con quest’ultimo che si “inserisce” nel reticolo del metallo. Questa è una tecnologia molto promettente in quanto consente lo stoccaggio a pressioni pressochè atmosferiche (massimo 10-12 bar), inoltre il gas non si trova libero dentro l’accumulatore ma è “imprigionato” nel reticolo cristallino eliminando i rischi di esplosione . Lo svantaggio è rappresentato dall’elevato peso specifico e dal basso assorbimento di idrogeno (tra l’1 e il 7% ) e dal fatto chi gli idruri sono facilmente “avvelenabili” per cui l’idrogeno deve essere purissimo.
 

Er Presidente

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Non vorrei dire una fesseria, ma sei proprio sicuro che l'elettrolisi dell'acqua marina costi quanto quella di acqua preventivamente desalinizzata?

Purtroppo attorno a me ho solo un gregge di geodeti, e manco uno che abbia rudimenti di chimica...

Grazie e buona giornata :)

Qualsiasi acqua naturale per l'elettrolisi non e' "buona", uno dei problemi energetici di cui tener conto e' anche il fatto di avere acqua perfettamente distillata.
Non e' un problema di disponibilità ma di costi e di bilancio energetico del sistema.
 

Er Presidente

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...Lo svantaggio è rappresentato dall’elevato peso specifico e dal basso assorbimento di idrogeno (tra l’1 e il 7% ) e dal fatto chi gli idruri sono facilmente “avvelenabili” per cui l’idrogeno deve essere purissimo.

Ho lavorato con gli Idruri Metallici e a parte tutta la complessa gestione della "ricarica" di idrogeno, il peso risultava il limite piu' importante, specialmene in una applicazione su un veicolo come era nel mio caso.
Il problema della purezza dell'idrogeno non e' da sottovalutare, anche per la vita della Fuel Cell, meno per un motore a combustione interna.
A me la soluzione di BMW e' sempre piaciuta perche' rende subito disponibile un motore per l'idrogeno senza buttare a mare un secolo di sviluppo del motore endotermico.
 

SolidUser

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A me la soluzione di BMW ....
Qualìè la soluzione di BMW..hai un link da leggere ?
Come vedi questa scoperta ?Sarà interrotta dalle sette sorelle o prima o poi ci arriveremo ?
Nel frattempo...le macchine elettriche ibride o no, prenderanno piede o saranno destinate solo a chi è benestante ?
Lo so che è più facile fare l'enalotto che dare queste risposte, ma una tua previsione a riguardo, mi interesserebbe.
 

ipotemusa

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L'aspetto sensazionale di questa notizia, piu' dell'ecologia e del basso costo d'esercizio (anche i motori elettrici sono puliti e saranno economici), sta nel fatto che questo eco-carburante funzioni con le nostre normali autovetture.

Questo comporta che non si dovranno rottamare milioni di auto "a scoppio", cosa invece inevitabile se si passasse a quelle elettriche, a tutto beneficio dell'ambiente.

Piuttosto mi viene un dubbio atroce: dove si trovera' l'acqua?

Quella potabile sara' sempre meno e si dovra' quindi razionare per esseri umani e bestiame, percio' mi chiedo se l'acqua desalinizzata degli oceani sia "compatibile"...

:)

L'idrogeno che si andrà ad utilizzare sarà estratto dall'acqua, ma allo scarico se non sbaglio uscirà vapore acqueo, che andrà in atmosfera, nuvole, pioggia, e ritorna giù.
Quindi è una catena, non si "smaterializza" l'acqua, la si trasforma e la si riconverte.
Il problema è appunto il costo, l'elettrolisi è troppo cara, e l'idrogeno che si trova in commercio è ricavato dal petrolio (quindi NON compatibile con le celle combustibile che lo pretendono purissimo)
Mah, speriamo ke finalmente facciano qualcosa di REALMENTE ecologico, visto che le ibride secondo me sono ancora distanti dall'esserlo.
Ricordatevi che stiamo inzozzando il mondo che avranno i nostri figli e le generazioni future, RISPETTATELO!
 

Exatem

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Ho lavorato con gli Idruri Metallici e a parte tutta la complessa gestione della "ricarica" di idrogeno, il peso risultava il limite piu' importante, specialmene in una applicazione su un veicolo come era nel mio caso...

Per i 212 invece non rappresenta un problema. Anzi, ha dimostrato la fattibilità dello stoccaggio di grandi quantità di idrogeno a bordo di mezzi a rischio come può essere un sottomarino (urti, esplosioni, ecc.).
 

Tequila

Utente Senior
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Qualìè la soluzione di BMW..hai un link da leggere ?
Come vedi questa scoperta ?Sarà interrotta dalle sette sorelle o prima o poi ci arriveremo ?
Nel frattempo...le macchine elettriche ibride o no, prenderanno piede o saranno destinate solo a chi è benestante ?
Lo so che è più facile fare l'enalotto che dare queste risposte, ma una tua previsione a riguardo, mi interesserebbe.

BMW aveva gia da anni costruito un motore ad idrogeno, si parla di quasi 10 anni fa, ma poi l'hanno accantonato in quanto la gente aveva timore di esplosioni in caso di incendenti, anche se non so quanto veritiera sia sta cosa e comunque il problema fondamentale era la completa assenza di "distributori" di idrogeno lungo le strade come i normali distributori di benzina, vista la difficoltà di immagazinamento che ne sta all'origine e a come viene prodotto (dal metano o idrocarburi). Poi gli effetti collaterali, l'idrogeno si è pulito ma libererebbe nell'aria anidride carbonica e questo aumenterebbe l'effetto serra. Le celle a combustibile come detto hanno bassa efficienza.
Comunque queste problematiche sono destinate a dimuire e ad essere risolte negli anni avvenire in quanto la tecnologia avanza.
Ma cosa da non sottovalutare è quanto sono disposti i governi ad investire in questa politica. Gia l'amministrazione Obama ha tagliato i fondi di ricerca sulla distribuzione e stoccaggio dell'idrogeno per il futuro messa in atto nel 2003 da Bush.

Io da "fan" di star trek spero di vivere tanto per vedere se riescono ad inventare il teletrasporto, cosi come lo si vedeva per tv, ossia smaterializzare e rimaterializzare un essere vivente da un posto ad un altro... cosi mandiamo a quel paese le automobili :smile:
 

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