È l’elemento più leggero della tavola periodica ed il più diffuso nell’universo, dal cuore caldo e pulsante delle stelle ai freddi cristalli di ghiaccio di questi giorni invernali.
Allo stato gassoso e molecolare è inodore ed incolore, quando viene “bruciato” in presenza di ossigeno produce acqua.
L’idrogeno, la sua produzione ed i suoi possibili impieghi entrano ogni giorno di più nelle discussioni dei mezzi di comunicazione e dell’opinione pubblica per la lotta al riscaldamento globale e per il ruolo che l’idrogeno può avere come vettore energetico pulito poiché la sua combustione non produce gas serra.
Avrete forse notato che all’idrogeno vengono assegnati colori diversi: si trovano spesso citati i colori marrone, grigio, blu e verde.
È quindi il caso di chiarire il significato del caleidoscopio dei colori dell’idrogeno.
L’idrogeno marrone è quello che si trova associato con quello che veniva chiamato gas di città o gas d’acqua. I gasometri che vediamo in molte nostre città sono l’eredità di quando questo gas veniva largamente usato per l’illuminazione. Il processo di gassificazione da cui si ricavava il gas di città viene oggi più comunemente associato con i termini gas di sintesi o syngas. La composizione di queste tipologie di gas può variare a seconda dei processi e delle alimentazioni utilizzate ma i principali costituenti sono monossido di carbonio, idrogeno, anidride carbonica e metano. Storicamente veniva fatto reagire carbone con ossigeno e vapore ma il processo di gassificazione può convertire qualsiasi materiale carbonioso, come ad esempio i rifiuti, in un gas.
Attualmente si produce già idrogeno in grandi quantità per il vasto utilizzo che se ne fa nell’industria petrolifera, petrolchimica o per produrre ammoniaca. Il processo più diffuso e largamente usato è ben conosciuto da tempo e prende il nome di “steam reforming”. Si usa gas naturale, preferibilmente metano e, al contrario della gassificazione, si impiega un catalizzatore per far reagire il vapore acqueo con l’idrocarburo. Come per la gassificazione, nella reazione viene prodotta anidride carbonica. Quando l’anidride carbonica viene liberata in atmosfera, questo l’idrogeno viene connotato con il colore grigio. L’idrogeno grigio non può infatti essere considerato un vettore energetico pulito o libero di carbonio. Anche se la sua combustione non condurrebbe alla generazione di gas serra aggiuntivi, la sua produzione ne rilascia una abbondante quantità in atmosfera.
Se allo steam reforming si aggiunge la cattura e lo stoccaggio dell’anidride carbonica prodotta, l’idrogeno che ne risulta viene chiamato blu. L’anidride carbonica può essere rimossa dal gas principale in colonne di assorbimento che usano ammine per poi essere liberata durante la fase di rigenerazione dell’ammina stessa. L’anidride carbonica viene quindi compressa, fino a diventare liquida, trasportata in un luogo adatto e iniettata nel sottosuolo in rocce porose e permeabili. In questo modo la CO2 viene sottratta dal ciclo naturale e la produzione di idrogeno non ha effetti netti sul clima. Attualmente, è soprattutto di questa tipologia di idrogeno e delle sue problematiche che si parla, proprio perché le tecnologie coinvolte sono ben note, conosciute ed usate da tempo.
Infine, il colore verde identifica generalmente l’idrogeno prodotto per elettrolisi in cui si usa corrente elettrica in una cella elettrolitica per scindere l’acqua nei suoi componenti, appunto idrogeno ed ossigeno, ai due elettrodi opposti. Per quanto la generazione di idrogeno per questa via non includa la produzione di anidride carbonica, va considerato che anche la produzione dell’elettricità necessaria non deve presentare emissione di gas serra per rendere l’idrogeno veramente verde. Inoltre, i costi e le efficienze non rendono ancora il processo appetibile, pratico o semplicemente competitivo per produzioni in grande scala.
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