Idrogeno e come stoccarlo

Sono molti i progetti d'uso del gas, ma il vero limite sta nel come conservarlo. In campo navale si propone l'ammoniaca.

I leitmotiv automotive odierni legati alla riduzione delle emissioni di CO2 sono le Bev e l'uso dell'idrogeno sia nei motori a combustione sia nelle fuel cell.
Dal punto di vista del bilancio energetico, tuttavia, l'idrogeno non è una soluzione conveniente: è disponibile principalmente dal gas naturale o dall'acqua e occorre estrarlo dunque con il reforming (dal gas) o per elettrolisi (dall'acqua); in entrambi i casi con processi energeticamente dispendiosi, particolarmente nel caso dell'elettrolisi, che ha un'efficienza non superiore al 60%, anche se in cambio non determina emissioni.

In campo energetico non esistono soluzioni win-win: gli idrocarburi rappresentano un unicum per potere calorifico, facilità di stoccaggio e densità energetica; il passaggio all'idrogeno, il gas più leggero, implica problemi oggi insuperabili di distribuzione e trasporto. L'utilizzo dei metanodotti è infatti impossibile, perché il gas ne sfuggirebbe con troppa facilità e il trasporto in forma liquida richiede la refrigerazione a -240°C con una pressione di 13 bar.

Ma esiste una molecola che contiene più idrogeno dell'acqua (H2O) e solo un po' meno del metano (CH4): è l'ammoniaca, che ha formula NH3. La produzione con il metodo industrale Haber causa notevoli emissioni, ma si affacciano sistemi puramente elettrochimici in fase sperimentale in Giappone e Usa, con quest'ultimo basato su un plasma di vapor d'acqua senza l'uso di catalizzatori.
L'ammoniaca è un gas ma diventa liquida a temperatura ambiente comprimendola a soli 6,38 bar; ciò ne consente un facile trasporto pur a fronte della sua tossicità, quella che chiunque abbia aperto un flacone di idrossido d'ammonio (NH4 OH), comunemente venduto nei supermercati come ammoniaca, ha sperimentato.

Wärtsilä, produttore di motori navali che ha recentente delocalizzato in Finlandia la produzione un tempo anche vicino a Trieste, ha introdotto un nuovo motore Diesel, il Wärtsilä 25, che nella versione Ammonia ha una potenza da 280 a 305 kW per cilindro con architettura da 6 a 9 cilindri. L'ammoniaca brucia ma ha una bassa infiammabilità, quindi richiede un'alimentazione dual fuel con una iniezione pilota di idrocarburi o biodiesel. C'è poi una consistente emissione di NOx, che vengono trattati con appositi catalizzatori.
Stante che la propulsione navale sia una delle principali emettitrici di CO2, affrontare il problema da questo verso ha senso.

In campo auto le cose sono più complesse, ma il problema dello stoccaggio è centrale. Viaggiare con bombole a 700 bar sotto il pianale non è una soluzione pratica; l'uso in forma liquida in un motore è già stato tentato (BMW) e poi scartato. L'ammoniaca potrebbe essere una soluzione, specie se si affermassero le fuel cell che la utilizzano direttamente per produrre energia elettrica, allo studio in vari centri di ricerca.

Certo, resta la tossicità, ma così come si accetta il rischio di andare in giro con più di mezza tonnellata di metallo alcalino sotto il sedile, anche questo problema potrebbe essere gestito.