Mentre il mondo si affanna per allontanarsi dal combustibile fossile, molti ricercatori stanno studiando se il combustibile a idrogeno pulito possa svolgere un ruolo in più settori, da trasporti e industria agli edifici e alla produzione di energia. Potrebbe essere utilizzato in veicoli a celle a combustibile, caldaie per la produzione di calore, turbine a gas per la generazione di elettricità, sistemi per lo stoccaggio di energia rinnovabile e altro ancora.
Ma mentre l’utilizzo dell’idrogeno non genera emissioni di carbonio, la produzione in genere lo fa. Oggi, quasi tutto l’idrogeno viene prodotto utilizzando processi basati su combustibili fossili che insieme generano oltre il 2% di tutte le emissioni globali di gas serra. Inoltre, l’idrogeno viene spesso prodotto in un luogo e consumato in un altro, il che significa che il suo utilizzo presenta anche sfide logistiche.
Una fonte di energia sorprendente
Un’altra opzione per produrre idrogeno proviene da una fonte forse sorprendente: la reazione dell’alluminio con l’acqua. Il metallo di alluminio reagisce facilmente con l’acqua a temperatura ambiente per formare idrossido di alluminio e idrogeno. Questa reazione di solito non avviene in quanto uno strato di ossido di alluminio ricopre naturalmente il metallo grezzo, impedendogli di entrare direttamente in contatto con l’acqua.
L’uso della reazione alluminio-acqua per generare idrogeno non produce emissioni di gas serra e promette di risolvere il problema del trasporto per qualsiasi luogo con acqua disponibile. Basta rimuovere l’alluminio e poi reagire con l’acqua sul posto. «Fondamentalmente, l’alluminio diventa un meccanismo per immagazzinare idrogeno – e molto efficace», afferma Douglas P. Hart, professore di ingegneria meccanica al MIT. «Utilizzando l’alluminio come fonte, possiamo “immagazzinare” l’idrogeno a una densità 10 volte maggiore rispetto a quando lo immagazziniamo semplicemente come gas compresso».
Due domande chiave
Nonostante la considerevole ricerca sull’alluminio come fonte di idrogeno, rimangono due domande chiave: qual è il modo migliore per prevenire l’adesione di uno strato di ossido sulla superficie dell’alluminio e in che modo gli elementi di lega in un pezzo di rottame di alluminio influiscono sulla quantità totale di idrogeno generato e la velocità con cui viene generato?
«Se utilizzeremo rottami di alluminio per la generazione di idrogeno in un’applicazione pratica, dobbiamo essere in grado di prevedere meglio quali caratteristiche di generazione di idrogeno osserveremo dalla reazione alluminio-acqua», afferma Laureen Meroueh PhD ’20, che ha conseguito il dottorato in ingegneria meccanica.
