Una pasta di idrogeno per alimentare scooter e monopattini elettrici? La scoperta del Fraunhofer Institute

Una pasta di idrogeno per alimentare scooter e monopattini elettrici? La scoperta del Fraunhofer Institute

Un pasta di idruro di magnesio permette di stoccare grandi quantità di idrogeno a temperatura e pressione ambiente e di generare da cartucce idrogeno gassoso per reazione con acqua: secondo i ricercatori del Fraunhofer Institute è la soluzione perfetta per gli scooter e i monopattini elettrici

di pubblicata il , alle 09:01 nel canale Tecnologia
 

In questo momento storico, in cui si profila il progressivo abbandono dei carburanti fossili e più in generale dei motori a combustione interna, c'è una profonda dicotomia tra chi crede nei veicoli elettrici a batteria e chi invece vede l'idrogeno come via maestra, con nel mezzo anche molti sostenitori di un approccio ibrido.

L'opinione di entrambi gli schieramenti è fortemente influenzata anche dall scoperte scientifiche e dalle innovazioni che giornalmente si presentano e che alternativamente fanno pendere l'ago della bilancia più da una parte o dall'altra.

In molte applicazioni l'utilizzo dell'idrogeno e delle celle a combustibile per stoccare energia e utilizzarla creando corrente elettrica sembra poter avere maggiori possibilità rispetto alle batterie, in particolare per le profonde differenze di densità energetica per unita di peso tra le due tecnologie, quantificabili in ordini di grandezza.

Diverso il discorso se però si considera la densità energetica per volume, dove l'idrogeno gassoso scala rapidamente in basso nella classifica. Ragione per cui, per i principali utilizzi visti fino a ora, l'idrogeno viene compresso a elevatissime pressioni (nell'ordine dei 700 bar) per ridurre lo spazio occupato, al prezzo però di ulteriori complicazioni tecnologiche lungo tutto la filiera. Come abbiamo visto recentemente parlando di sistemi a fuel cell e idrogeno per lo stoccaggio dell'energia in ambito residenziale, una delle strade più promettenti è quella dell'adsorbimento dell'idrogeno in composti solidi, con la possibilità di stoccare grandi quantità di idrogeno a pressione e temperatura ambiente.

Proprio in questo settore arriva la scoperta del Fraunhofer Institute (sì, quello a cui dobbiamo gli mp3), in particolare della branca Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials - IFAM - di Dresda: una particolare pasta a base di magnesio.

I ricercatori tedeschi l'hanno denominata POWERPASTE e la immaginano come la soluzione perfetta per piccoli veicoli alimentati a idrogeno. Secondo quanto dichiarato dal gruppo di ricerca il composto è stabile a pressione atmosferica e non dà segni di decomposizione prima dei 250°C, risultando quindi sicuro anche se utilizzato in mezzi lasciati a cuocere sotto il sole.

Per la produzione della pasta si mescolano idrogeno e magnesio a 350°C a pressioni di 5/6 atmosfere, condizioni facilmente raggiungibili negli impianti industriali, a formare idruro di magnesio. Al composto vengono aggiunti un estere e un sale metallico per dare vita al composto finale in forma pastosa, facilmente maneggiabile.

Una cella PEM da 100 Watt alimentata da una cartuccia di POWERPASTE - Fonte www.fraunhofer.de

Per l'utilizzo la POWERPASTE viene inserita in cartucce e a bordo dello scooter o del monopattino elettrico la pasta viene combinata con acqua (da un apposito serbatoio) per produrre idrogeno gassoso nelle quantità dinamicamente regolate per alimentare la cella a combustibile.

Secondo i dati rilasciati la POWERPASTE offre una densità di energia maggiore di quella dell'idrogeno sotto pressione a 700 bar e comparabile, se non addirittura maggiore, di quella della benzina. Rispetto all'idrogeno gassoso è più facile da trasportare e da stoccare per creare un'infrastruttura di distribuzione capillare con costi ridotti.

Ci possono essere poi anche altri utilizzi naturalmente, come la generazione di elettricità nei veicoli ricreazionali (come camper e roulotte), come già accade con le celle a combustibile a metanolo.

Al momento Fraunhofer IFAM sta costruendo un impianto pilota, che dovrebbe essere operativo entro la fine del 2021, per produrre 4 tonnellate di POWERPASTE all'anno.

17 Commenti
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pipperon06 Febbraio 2021, 09:25 #1
e' una quastione di costi/benefici
Quanto costa la mescolata a 350C?
Cosa ne facciamo del dentifricio usato?

Il problema dell'idrogeno, oltre agli enormi costi di produzione in se, e' anche il costo dello stoccaggio che arriva a costare piu' dell'energia contenuta. La liquefazione, infatti, costa piu' dell'energia contenuta e il serbatoio per mantenere il contenuto deve spendere idrogeno a sua volta.
ogni KWh immagazzinato ne costa 6.

LA domanda e': quanto costa?
danylo06 Febbraio 2021, 09:46 #2
Per calcolare la densita' energetica, si e' tenuto conto anche dell'acqua?
Perche' la sola pasta, da sola, non basta (a meno che non si usi lo scooter solo quanto piove).
gino4606 Febbraio 2021, 10:12 #3
Se è comparabile all’idrogeno stoccato all’interno di bombole a 700 bar, perché non può essere utilizzato nelle auto elettriche?
Mparlav06 Febbraio 2021, 11:25 #4
Se usato per trasportare l'idrogeno, può essere utile: i serbatoi con gas compresso sono poco pratici e costosi.
La produzione industriale sembra piuttosto semplice e il fluido è pompabile.
I costi di realizzazione di una stazione di servizio, a detta loro, sarebbero di gran lunga inferiori.

Nell'articolo originale si parla anche di auto.

In Arabia Saudita stanno usando da un'annetto gli oleodotti esistenti per trasportare ammoniaca da cui ricavare poi l'idrogeno.
Contano di usare le petroliere allo stesso scopo (hanno preso accordi per rifornire il Giappone)
s12a06 Febbraio 2021, 11:27 #5
Se reagisce con l'acqua, formerà MgO, un materiale refrattario assai stabile. Dunque la pasta sarà usa-e-getta e bisognerà fare il rifornimento di volta in volta anche della stessa. Potrebbe essere conveniente dal punto di vista della praticità, ma dubito che lo sia energeticamente, dato che poi occorrerà farlo diventare nuovamente metallico per fargli assorbire nuovamente idrogeno (prodotto come?).

https://www.fraunhofer.de/en/press/...e-scooters.html

In addition to providing a high operating range, POWERPASTE has another point in its favor. Unlike gaseous hydrogen, it does not require a costly infrastructure. This makes it ideal for areas lacking such an infrastructure. In places where there are no hydrogen stations, regular filling stations could therefore sell POWERPASTE in cartridges or canisters instead. The paste is fluid and pumpable. It can therefore be supplied by a standard filling line, using relatively inexpensive equipment. Initially, filling stations could supply smaller quantities of POWERPASTE – from a metal drum, for example – and then expand in line with demand.
Sandro kensan06 Febbraio 2021, 15:45 #6
Concordo anch'io con chi mi ha preceduto, la reazione chimica finale e quella iniziale a 350 gradi sono degli scambi energetici per cui viene consumata una certa quantità di energia che rende l'idrogeno poco efficiente. Già la catena idrolisi-idrogeno-celle a combustibile-elettricità ha efficienza di anello di 30-40%, se ci aggiungiamo un altro carico al somarello dell'idrogeno andiamo su efficienza veramente basse.
pipperon06 Febbraio 2021, 19:38 #7
Originariamente inviato da: Mparlav
In Arabia Saudita stanno usando da un'annetto gli oleodotti esistenti per trasportare ammoniaca da cui ricavare poi l'idrogeno.
Contano di usare le petroliere allo stesso scopo (hanno preso accordi per rifornire il Giappone)


Mi sembra follia.
Prendono il metano, lo riformano in H2 perdendo una stravaccata di energia, portano il tutto a 500C insieme al N (ricavato liquefacendo aria e sprecando carrettate di energia)
In pratica abbiamo un gas, l'ammoniaca, che oltre ad essere constato una botta e' contento di disintegrare la maggior parte dei metalli.
Questi lo prendono, lo raffreddano, lo comprimano a centinaia di atmosfere (perdendo altre carrettate di energia) e lo portano fino in giappone

In giappone questa roba anziche usarla industrialmente per quello che e' la dissociano svaccando metalli come il sodio per avere l'idrogeno?

Cosa costa quell'idrogeno, 100Kg di metano per ogni Kg prodotto?

Scusa ma il sesso dei calamari non mi pare piu' cosi' estremo.
csavoi08 Febbraio 2021, 16:45 #8
Originariamente inviato da: pipperon
Mi sembra follia.
Prendono il metano, lo riformano in H2 perdendo una stravaccata di energia, portano ...
...
..........100Kg di metano per ogni Kg prodotto?


Ti quoto ma questi tipi di avanzamento tecnologico servono .... Sempre.
Se, in futuro, avremo l'intero Sahara coperto di pannelli solari avremmo energia elettrica a sufficienza.. Poi serviranno composti come questi per avere un "accumulatore" di energia valido.
pipperon08 Febbraio 2021, 19:14 #9
Originariamente inviato da: csavoi
Ti
Se, in futuro, avremo l'intero Sahara coperto di pannelli solari avremmo energia elettrica a sufficienza.. .


Quindi tu vuoi mettere pannelli dove batte un vento bestiale che provoca una sabbiatura istantanea?

Inoltre vuoi cementificare un'area grande come gran parte dell'europa?
Hai un idea dei costi di fare un piastrone di cemento grande come 20 belgio o grandi come 15 parti abitabili dell'italia (insomma non sul fianco del cervino o in mezzo al garda)?

il tutto in un area che, immagino, i locali non saranno felici di veder arrivare quei 50-60 milioni di operai.

Dai, un'idea piu' smart, no?

http://allarovescia.blogspot.com/20...rtzapcrash.html
paranoic10 Febbraio 2021, 11:11 #10
A mio parere idrogeno forever con i dovuti correttivi sui
Costo fissi, ma nulla che la tecnologia non sia in grado di risolvere nel medio lungo termine

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