L’idrogeno è il primo elemento della tavola periodica il più piccolo per massa e per carica elettrica relativa.
E’ il componente iniziale di tutte le stelle di prima generazione e l’elemento più abbondante nell’universo: tutta l’energia e la materia, devono in qualche misura, la loro esistenza a questo elemento. Le interazioni che questo atomo forma con il resto della materia sono “particolari” per non dire uniche: basti pensare al legame idrogeno ed alle insolite capacità chimiche dell’acqua.
Da sempre questo elemento è sotto i riflettori delle ricerche più complesse ed innovative, sia per la sua struttura “semplice” che per la sua carica elettrica facilmente riproducibile: le ricerche in ambito di fusione nucleare e larga parte dello studio della meccanica quantistica sono incentrate tutte sull’ idrogeno. Negli ultimi anni, lo studio di questo elemento, ha fornito molti aspetti positivi anche in ambito energetico: produrre energia elettrica dall’ idrogeno avendo come scarto solo acqua purissima!
La natura ha tutte le risposte o come insegna Leonardo “la scienza imita la natura”, così ci si ritrova sempre a dover ricorrere a strategie semplici, quasi scontate. Chi lo avrebbe mai pensato che la soluzione al problema energetico e dell’inquinamento passasse per la creazione di “chiare, fresche et dolci acque”?
Ma come si produce, di fatto, l’energia elettrica a partire da una molecola di idrogeno (H2)?
Per questo processo ci si affida ad uno strumento chiamato Cella a Combustibile, simile alle comuni pile ma si differenzia da quest’ultime per essere solo uno strumento di trasformazione e non di stoccaggio (le celle a combustibile necessitano di un serbatoio di idrogeno a parte).
Come le comuni pile, le celle a combustibile sono formate da un polo negativo (anodo) ed uno positivo (catodo) ai quali si può attaccare un carico elettrico per sfruttare la produzione di elettroni, quindi di energia elettrica. Nella cella anodica (-) viene inserito idrogeno puro che reagisce con l’ossigeno inserito nella cella catodica (+). La reazione libera elettroni che fluiscono tra i poli (produzione energia elettrica) e rilascia acqua pura e idrogeno in eccesso che verrà recuperato nel ciclo successivo.
E’ bene sottolineare che esistono diverse tipologie di celle a combustibile, classificate sia in base alla temperatura di lavoro che al tipo di elettrolita utilizzato tra i due elettrodi, nonostante il funzionamento dal punto di vista chimico sia praticamente identico.
Le celle a combustibile offrono vantaggi di conversione energetica maggiori rispetto alle normali tecnologie di produzione (ad esempio turbine o cicli termici), in quanto non sono soggette alle limitazioni di rendimento dettate dai principi della termodinamica o dai fenomeni di attrito fisico tra le parti meccaniche.
