Metanolo - idrogeno

[mauriz83]

Altro che idrogeno, ci vuole il metanolo
di KEVIN BULLIS

L’ECONOMIA all’idrogeno – con la sua idea di sostituire i motori a combustione interna che emettono gas nocivi per l’ecosistema con celle di combustibile che generino come prodotto di scarto acqua invece di smog e gas serra – è un errore madornale secondo George Olah, premio Nobel per la Chimica nel 1994. Olah, le cui ricerche sulla chimica degli idrocarburi hanno portato all’introduzione dei carburanti ad ottani elevate e a qualità più facilmente degradabili di idrocarburi, è oggi il direttore del Loker Hydrocarbon Research Institute presso la University of Southern California. A suo avviso solo immagazzinare l’energia sotto forma di metanolo, e non di idrogeno, potrebbe porre fine alla nostra dipendenza dai combustibili fossili e trasformare l’anidride carbonica da principale responsabile del riscaldamento globale in mera materia prima per la realizzazione di un’economia al metanolo. Il suo progetto è descritto dettagliatamente nel suo ultimo libro, Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy (letteralmente “Oltre petrolio e gas: l’economia al metanolo”), edito nei giorni scorsi da Wiley-Vch.

Perché il metanolo?

Il metanolo è per sua natura un combustibile eccellente. Si può mischiarlo alla benzina, ed è un carburante molto migliore dell’etanolo. E poi abbiamo progettato una cella di combustibile metanolo. Oltretutto è un agente chimico estremamente semplice, che può essere prodotto con la massima efficienza: basta un atomo di ossigeno aggiunto al metano, che è la componente base del gas naturale; solo che il metanolo è un materiale liquido, e quindi può essere agevolmente immagazzinato, trasportato e utilizzato.

Cosa c’è che non va nelle celle a idrogeno?

Oggi stesso si potrebbe montare una pompa per l’erogazione del metanolo in qualsiasi stazione di servizio. Si potrebbe distribuirlo benissimo senza bisogno di nessuna nuova infrastruttura. Per l’idrogeno, l’infrastruttura manca. E crearla è un’impresa costosissima e molto sindacabile. È un gas estremamente volatile, e non c’è modo di immagazzinarlo o impiegarlo in quantità significative senza ricorrere a pressioni elevate.
Il metanolo è una soluzione per l’immagazzinamento di energia, ma non una fonte come può essere la benzina. L’energia vera e propria da dove verrà derivata?Il bello è che si potrà utilizzare qualunque fonte di energia, derivandola vuoi dai combustibili fossili, vuoi dalle centrali atomiche, vuoi dall’eolico, dal solare o altro. Il punto è che a nostro parere ha molto più senso, invece che tentare di immagazzinare e trasportare l’energia all’interno di un gas ad alta volatilità come l’idrogeno, convertirla nella forma più conveniente di un liquido. Senza contare un altro vantaggio collaterale: in questo modo si potrebbe davvero ridurre la presenza di anidride carbonica nell’atmosfera.

Come si produce il metanolo?

Un metodo consiste nella conversione in metanolo di ingenti riserve di gas naturale, ma secondo modalità radicalmente diverse. Attualmente, il metanolo si ricava esclusivamente dal gas naturale, ma tale gas viene parzialmente bruciato, o convertito, in gas di sintesi, che poi viene impiegato nella produzione di metanolo. Noi abbiamo elaborato dei nuovi metodi volti a eliminare completamente il ricorso ai gas di sintesi. Una seconda soluzione vede invece l’impiego di anidride carbonica. Il mio team ha partecipato alla progettazione delle celle di combustibile metanolo. Tali dispositivi generano come prodotti di scarto anidride carbonica e acqua. In fase di ideazione, ci è venuto in mente che forse il processo poteva essere invertito. In altre parole, si sarebbe potuto prendere acqua e anidride carbonica e, con l’ausilio di una corrente elettrica, trasformarle in metanolo. Quindi uno dei fondamenti della nostra economia al metanolo è rappresentato dalla rigenerazione o riciclo dell’anidride carbonica a partire dalle fonti in cui è presente ad alte concentrazioni, come per esempio i combustibili degli impianti che bruciano gas naturale. Ma non è escluso che un giorno – anche se non è possibile ipotizzarlo nell’immediato – si possa ricavare l’anidride carbonica direttamente dall’aria.

Il che aiuterebbe a risolvere anche il problema dell’anidride carbonica come gas serra, vero?

Al momento la politica ufficiale delle istituzioni privilegia l’opzione del confinamento. Si seppellisce l’anidride carbonica in fondo alla terra o al mare e si risolve il problema. Ma quanto tempo rimarrà là sotto? La Co2 è un materiale estremamente volatile. Anche nelle migliori condizioni finirà per disperdersi. Il nostro è un approccio diverso: se comunque dobbiamo disporre dell’anidride carbonica, se dobbiamo catturarla, perché allora non usarla proprio come materia prima chimica? Ricicliamola, no?

Ultimamente si è parlato di sostituire la normale benzina con etanolo derivato da fonti biologiche e di produrre batterie più sofisticate per veicoli ibridi super-efficienti. Ipotesi del genere c’entrano con l’economia al metanolo?

Credo che dovremmo analizzare tutte le possibilità. Non esiste una carta vincente. Non c’è un’unica soluzione. Francamente però ritengo, guardando le cose in maniera veramente imparziale, che il nostro fabbisogno sia così grande che è impossibile che le fonti biologiche da sole riescano a soddisfarlo. Il presidente Bush ha accennato alla produzione di etanolo dalla cellulosa. In teoria è possibile, ma in pratica è molto difficile, perché si tratta di una tecnologia poco sviluppata e oltretutto, a mio parere, irrealistica. Per quel che invece riguarda le batterie certo, dovremmo cercare di trovarne di migliori. Ma obiettivamente oggi le celle di combustibile sono molto più convenienti.

Cosa bisognerebbe fare per arrivare alla definitiva affermazione dell’economia al metanolo?

Sono convinto che il progresso tecnologico sia promosso innanzitutto dalle grandi aziende. La ExxonMobil, per esempio, ha sicuramente tutti i mezzi per farlo. Il problema è che finora non hanno proposto nessuna soluzione ragionevole. Fondamentalmente, non credo che apprezzino molto l’idea dell’economia al metanolo. Per chi sta seduto su una miniera di gas e petrolio ricavandone enormi profitti, o per un paese arabo con molte risorse e molto benessere, qualche matto che sostenga che l’umanità ha tra le mani la soluzione ideale per non dipendere più da quel che la natura ci ha messo sotto ai piedi non è di certo il benvenuto. Se l’economia al metanolo ha un senso – e io penso che lo abbia – per le compagnie petrolifere non esisterà più nulla di neanche lontanamente simile al monopolio. Anche le grandi aziende del settore chimico potrebbero dare un contributo significativo. E poi c’è bisogno che la classe politica e l’opinione pubblica dimostrino la loro volontà di esplorare nuove e più ragionevoli strade.

Quanto è urgente?

Abbiamo iniziato a utilizzare su larga scala il carbone durante le Rivoluzione Industriale, quindi 250 anni fa. A questo punto siamo già arrivati a un livello di sfruttamento significativo di quel che la natura ci ha concesso. Ora non dico che da un momento all’altro ce ne ritroveremo senza, ma senza dubbio dobbiamo pensare a come gestire la situazione oggi e in futuro. Le riserve di gas naturale si sono ridotte, e lo importiamo in forma liquida. I luoghi di provenienza sono molteplici: Nigeria, Emirati Arabi, mare del Nord e così via. L’energia contenuta in un singolo serbatoio di gas naturale liquido è equivalente a quella di una bomba all’idrogeno di medie dimensioni. Un obiettivo particolarmente invitante per chi volesse far saltare in aria qualche raffineria. Chi può garantirci che qualche folle terrorista non li prenda come target? Ancora una volta la soluzione più realistica è, a mio avviso, convertire il gas naturale, il più efficientemente possibile, in un liquido sicuro, come il metanolo. Tutti quando fanno qualcosa sono convinti che sia rivestita di una certa importanza; per me, questi studi sul metanolo sono la cosa più importante che abbia fatto in tutta la mia vita, la ricerca con le maggiori implicazioni sociali di tutta la mia carriera.

© Technology Review

Che ne pensate?pare che se questo metanolo ce lo ritroveremo dappertutto,telefonini,portatili,automobili,ma conviene davvero,è davvero un vettore pulito?

[Lucrezio]

Bella discussione
Purtroppo, però, il metanolo è molto tossico (classificazione internazionale T+!) e la sintesi è meno banale di quel che vogliano far credere ("basta" aggiungere un atomo di ossigeno... ehm... no, non funziona così!)
Per il resto... ben venga!

[jesusquintana]

molto dipende anche da come evolveranno nel tempo le Fuel Cells a metanolo rispetto a quelle a idrogeno, in termini di costo soprattutto.

[xenom]

Originariamente inviato da jesusquintana

molto dipende anche da come evolveranno nel tempo le Fuel Cells a metanolo rispetto a quelle a idrogeno, in termini di costo soprattutto.

il costo alla fine secondo me viene compensato, per conservare l'H2 servono contenitori ad alte pressioni mi pare...
Come funziona una fuel cell a metanolo?

[bjt2]

Se produce solo CO2 e Acqua e il processo e veramente invertibile... Allora certo che è "ecologico"... Sopratutto se non è bruciato, ma usato in celle di combustibile (dove non c'è pericolo di produzione di CO e NOx, credo)... Piuttosto come sarebbe sintetizzabile il metanolo da CO2 e H2O ? Un processo elettrochimico?

[Lucrezio]

Originariamente inviato da bjt2

Se produce solo CO2 e Acqua e il processo e veramente invertibile... Allora certo che è "ecologico"... Sopratutto se non è bruciato, ma usato in celle di combustibile (dove non c'è pericolo di produzione di CO e NOx, credo)... Piuttosto come sarebbe sintetizzabile il metanolo da CO2 e H2O ? Un processo elettrochimico?

Ahimé... purtroppo i precursori sono CO e H2O (ad alta pressione con catalizzatori vari...)

[xenom]

Originariamente inviato da bjt2

Se produce solo CO2 e Acqua e il processo e veramente invertibile... Allora certo che è "ecologico"... Sopratutto se non è bruciato, ma usato in celle di combustibile (dove non c'è pericolo di produzione di CO e NOx, credo)... Piuttosto come sarebbe sintetizzabile il metanolo da CO2 e H2O ? Un processo elettrochimico?

il contrario della fuel cell... elettrochimico si. Ma per comprendere meglio bisogna capire come funziona una fuel cell a metanolo.

[mauriz83]

quindi alla fine non si sa quale è meglio ogniuno ha dei pro e dei contro,tutti e due si possono produrre usanno fonti rinnovabili e controllando le scorie qualora ci fossero,ok,il combustibile idrogeno bruciato è pulito come risultato produce vapore acqueo (giusto?) ma ha bisogno di bombole iper sicure e iperpressurizzate che se scoppiano(incidente d'auto) sono chezzi,il metanolo è liquido è tossico ma è più pulito del petrolio/benzina,ma le fuel cell quando finiscono i cicli di carica dove si buttano,si riusano,sono eterne,inoltre come si ricaricano,cioè mi finisce la pila alla macchina vado dal benzinaio e quello mi ricarica con la 220 ?

[thotgor]

sarà la mia tesi di laurea...e anche sui materiali compositi per le marmitte catalittiche

[xenom]

Originariamente inviato da thotgor

sarà la mia tesi di laurea...e anche sui materiali compositi per le marmitte catalittiche

cosa aspetti ad illuminarci mi interessa il funzionamento della cella a metanolo

[xenom]

Originariamente inviato da mauriz83

quindi alla fine non si sa quale è meglio ogniuno ha dei pro e dei contro,tutti e due si possono produrre usanno fonti rinnovabili e controllando le scorie qualora ci fossero,ok,il combustibile idrogeno bruciato è pulito come risultato produce vapore acqueo (giusto?) ma ha bisogno di bombole iper sicure e iperpressurizzate che se scoppiano(incidente d'auto) sono chezzi,il metanolo è liquido è tossico ma è più pulito del petrolio/benzina,ma le fuel cell quando finiscono i cicli di carica dove si buttano,si riusano,sono eterne,inoltre come si ricaricano,cioè mi finisce la pila alla macchina vado dal benzinaio e quello mi ricarica con la 220 ?

Allora, l'idrogeno attualmente lo ricavano dal petrolio (perché più conveniente) e quindi non è preso da fonti rinnovabili.
Le fuel cell in sostanza sono dei dispositivi elettrochimici che sfruttano reazioni chimiche del combustibile per produrre energia elettrica... nel caso dell'idrogeno, l'H2 + l'O2 entra nel dispositivo e trasformandosi in acqua produce energia elettrica.

[thotgor]

Originariamente inviato da thotgor

sarà la mia tesi di laurea...e anche sui materiali compositi per le marmitte catalittiche

guarda ne so quanto te per adesso...la tesi c'è lo tra 3 mesetti. Dopo aprirò un thread!

Le alternative era fotolitografia e nanotubi di carbonio per non so cosa...

[xenom]

Originariamente inviato da thotgor

guarda ne so quanto te per adesso...la tesi c'è lo tra 3 mesetti. Dopo aprirò un thread!

Le alternative era fotolitografia e nanotubi di carbonio per non so cosa...

alternative? ma la tesi non la scegli tu?

[mauriz83]

Originariamente inviato da xenom

Allora, l'idrogeno attualmente lo ricavano dal petrolio (perché più conveniente) e quindi non è preso da fonti rinnovabili.

l'idrogeno si può sempre ricavare dall'acqua sfruttando il solare o l'eolico per fare l'elettrolisi,

Le fuel cell in sostanza sono dei dispositivi elettrochimici che sfruttano reazioni chimiche del combustibile per produrre energia elettrica... nel caso dell'idrogeno, l'H2 + l'O2 entra nel dispositivo e trasformandosi in acqua produce energia elettrica.

e poi quando finisce la carica cosa succede,come si ricarica si mette altro idrogeno e ossigeno o si ricarica come una comune pila elettrica , quindi con la corrente?

[thotgor]

Originariamente inviato da mauriz83

l'idrogeno si può sempre ricavare dall'acqua sfruttando il solare o l'eolico per fare l'elettrolisi,e poi quando finisce la carica cosa succede,come si ricarica si mette altro idrogeno e ossigeno o si ricarica come una comune pila elettrica , quindi con la corrente?

no, butti dentro altra roba..tipo metanolo. Come per ricaricare gli accendini.

[thotgor]

Originariamente inviato da xenom

alternative? ma la tesi non la scegli tu?

si, ho amplia scelta. Ma preferisco fuel cell...e poi la prof è cosi buona...un pezzo di pane.

[icoborg]

Originariamente inviato da xenom

cosa aspetti ad illuminarci mi interessa il funzionamento della cella a metanolo

http://proctor61.interfree.it/CellComb.pdf

[xenom]

Originariamente inviato da mauriz83

l'idrogeno si può sempre ricavare dall'acqua sfruttando il solare o l'eolico per fare l'elettrolisi,e poi quando finisce la carica cosa succede,come si ricarica si mette altro idrogeno e ossigeno o si ricarica come una comune pila elettrica , quindi con la corrente?

non devi pensare il sistema come ad una batteria... è un vero e proprio "motore": c'è un serbatoio e il combustibile continua a entrare nella fuel cell. solo quando passa c'è produzione di elettricità. Quando il serbatoio è vuoto... fai il pieno o rimani a piedi

cmq l'H2 si può ricavare per elettrolisi ma poi nessuno lo fa, perché sappiamo bene com'è la mente umana... usi sempre la soluzione più economica e conveniente, anche a discapito degli altri

[thotgor]

Ah io faccio fuel cells a stato solido...è una cosa un po diversa e più raffinata. Niente metanolo.


http://www.fuelcells.org/info/library/fchandbook.pdf


In inglese ma molto completo.

[icoborg]

Originariamente inviato da thotgor

Ah io faccio fuel cells a stato solido...è una cosa un po diversa e più raffinata. Niente metanolo.


http://www.fuelcells.org/info/library/fchandbook.pdf


In inglese ma molto completo.

thx^^