Ricavare idrogeno a costo energetico zero? Basta un pizzico di alluminio

[Redazione di Hardware Upg]

Link alla notizia: https://auto.hwupgrade.it/news/energ...io_109851.html

Un team di chimici di Santa Cruz ha perfezionato la reazione chimica che permette di ricavare idrogeno dall'acqua, anche sporca, senza usare la corrente elettrica

Click sul link per visualizzare la notizia.

[silviop]

Non sanno che l'alluminio esiste in forma metallica grazie ai anodi in grafite che si consumano (producendo CO2) nelle vasche dove viene prodotto per elettrolisi (con grande dispendio di energia)??

Con questi scenziati sempre piu' idioti direi che siamo proprio messi bene......

[agonauta78]

Ti proporremo per il Nobel

[albatros_la]

Manca una parte fondamentale: quanta energia si spende per produrre il composto di alluminio e gallio poi fatto reagire.
Alla fine della fiera, anche costasse più energia di quanta se ne ottiene poi in termini di potere calorifico dell'idrogeno, può comunque avere applicazione dove la densità energetica fa la differenza. Vale a dire: questo permette di non portarsi appresso centinaia di chili di batterie? O tonnellate nel caso di un tir o di un aereo elettrico? Se sì, e se ciò permette di ottenere un sistema motopropulsivo più pulito di quello a combustibile fossile e nel contempo più leggero di quello a batteria, allora può avere senso eccome, anche se l'efficienza energetica di tutta la trasformazione fosse inferiore a ciò che vincola all'uso della batteria.

[maxsona]

Originariamente inviato da silviop

Non sanno che l'alluminio esiste in forma metallica grazie ai anodi in grafite che si consumano (producendo CO2) nelle vasche dove viene prodotto per elettrolisi (con grande dispendio di energia)??

Con questi scenziati sempre piu' idioti direi che siamo proprio messi bene......

Si può usare alluminio riciclato

[gnpb]

Originariamente inviato da maxsona

Si può usare alluminio riciclato

Sì ma da quanto scritto recuperi il Gallio non l'alluminio che quindi parrebbe consumato nella reazione (del resto per separare l'idrogeno dall'ossigeno senza usare energia elettrica dovrai usare altri tipi di energia).
L'alluminio riciclato si usa per produrne altro da usare in tutti i campi, se lo consumi così in qualche modo dovrai produrne altro...

[WarSide]

Per chi volesse approfondire: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.1c04331

[mail9000it]

Originariamente inviato da gnpb

Sì ma da quanto scritto recuperi il Gallio non l'alluminio che quindi parrebbe consumato nella reazione (del resto per separare l'idrogeno dall'ossigeno senza usare energia elettrica dovrai usare altri tipi di energia).
L'alluminio riciclato si usa per produrne altro da usare in tutti i campi, se lo consumi così in qualche modo dovrai produrne altro...

Mi fanno ridere questi interventi critici basati sulla conoscenza nulla dell'argomento trattato. Anche io non ne so nulla, ma é facile pensare a diverse economie di scala nelle varie reazioni. Ottenere idrogeno con altri sistemi é molto difficile.
Mentre penso che mettere l'ossido di alluminio in grandi quantitá e portandolo al punto di fusione sia facile ottenere alluminio puro.
Un forno ben isolato é sicuramente in grado di farti "risparmiare" energia.

Alla fine della fiera non devi ottenere una reazione a pareggio energetico, devi ottenere idrogeno gassoso a basso costo per utilizzi che altrimenti non ti potresti permettere.

In seconda battuta, puoi usare fonti rinnovabili per fondere l'alluminio.

[TheAlchemyst]

Allora, premetto che ho laurea e dottorato in chimica, quindi conosco l'argomento.
Le ossrevazioni critiche hanno un loro senso perché per produrre alluminio così come il rame ad esempio, servono processi come l'elettrolisi, cioè si parte da sali del metallo disciolti in acqua, si mettono elettrodi all'interno della soluzione e il metallo vi si deposita sopra. Trovate tanti video anche su YouTube perché è un processo che si può fare in casa con una pila e ad esempio verde rame.
Se volete produrre idrogeno in casa prendete dell'alluminio, ci mettete acido muriatico o anche dell' aceto e vedrete delle bollicine di idrogeno. Il problema sta nel fatto che l'alluminio passa da stato metallico a sale, e l'unico modo per rigenerarlo è utilizzare elettricità come detto in precedenza. Infatti non rimane alluminio metallico che basta rifonderlo. È ovvio che questo, come le auto elettriche adesso, può essere una suIone momentanea. Se l'elettricità la produco con carbone e alimento auto elettrica avrò più inquinamento vicino alla centrale termoelettrica e meno nelle città (con tutti i suoi vantaggi di salute, anche se poi l'aria si muove e siamo punto e a capo). È ovvio che se avessimo abbondanza di energia prodotta da rinnovabili anche questa sarebbe una soluzione in quanto puoi generare idrogeno a partire da acqua, ad esempio facendone il pieno e ogni tanto cambiando il catalizzatore ad alluminio, che tanto lo rigenererai con fonti rinnovabili. Insomma, non è una rivoluzione ma potrebbe esserlo in futuro.

[demon77]

Originariamente inviato da TheAlchemyst

Allora, premetto che ho laurea e dottorato in chimica, quindi conosco l'argomento.
Le ossrevazioni critiche hanno un loro senso perché per produrre alluminio così come il rame ad esempio, servono processi come l'elettrolisi, cioè si parte da sali del metallo disciolti in acqua, si mettono elettrodi all'interno della soluzione e il metallo vi si deposita sopra. Trovate tanti video anche su YouTube perché è un processo che si può fare in casa con una pila e ad esempio verde rame.
Se volete produrre idrogeno in casa prendete dell'alluminio, ci mettete acido muriatico o anche dell' aceto e vedrete delle bollicine di idrogeno. Il problema sta nel fatto che l'alluminio passa da stato metallico a sale, e l'unico modo per rigenerarlo è utilizzare elettricità come detto in precedenza. Infatti non rimane alluminio metallico che basta rifonderlo. È ovvio che questo, come le auto elettriche adesso, può essere una suIone momentanea. Se l'elettricità la produco con carbone e alimento auto elettrica avrò più inquinamento vicino alla centrale termoelettrica e meno nelle città (con tutti i suoi vantaggi di salute, anche se poi l'aria si muove e siamo punto e a capo). È ovvio che se avessimo abbondanza di energia prodotta da rinnovabili anche questa sarebbe una soluzione in quanto puoi generare idrogeno a partire da acqua, ad esempio facendone il pieno e ogni tanto cambiando il catalizzatore ad alluminio, che tanto lo rigenererai con fonti rinnovabili. Insomma, non è una rivoluzione ma potrebbe esserlo in futuro.

Ah ecco appunto la risposta alla domanda che subito mi era saltata in testa leggendo.
L'idrogeno o lo fai con elettrolisi o lo fai con reazione chimica. Ma comunque vada NULLA SI CREA E NULLA SI DISTRUGGE. Se vuoi poi recuperare i reagenti l'energia che non hai messo prima per l'elettrolisi la metti dopo per ripristinare i reagenti.

TUTTAVIA c'è un aspetto importante:
stoccare e trasferire idrogeno è pericoloso e macchinoso.. magari con questo sistema si riesce a creare una mini centrale di produzione idrogeno nel veicolo caricnadolo solo con reagenti ed acqua.

[niky89]

L'idrogeno in qualsiasi caso rimane un mezzo, già non hanno un rendimento del 100% i trasformatori per caricare le batterie figuriamoci la trasformazione dell'idrogeno.

[TheAlchemyst]

Originariamente inviato da demon77

Ah ecco appunto la risposta alla domanda che subito mi era saltata in testa leggendo.
L'idrogeno o lo fai con elettrolisi o lo fai con reazione chimica. Ma comunque vada NULLA SI CREA E NULLA SI DISTRUGGE. Se vuoi poi recuperare i reagenti l'energia che non hai messo prima per l'elettrolisi la metti dopo per ripristinare i reagenti.

TUTTAVIA c'è un aspetto importante:
stoccare e trasferire idrogeno è pericoloso e macchinoso.. magari con questo sistema si riesce a creare una mini centrale di produzione idrogeno nel veicolo caricnadolo solo con reagenti ed acqua.

Esatto, proprio quello che intendevo con l'ultima frase.

[gnpb]

Originariamente inviato da mail9000it

Mi fanno ridere questi interventi critici basati sulla conoscenza nulla dell'argomento trattato. Anche io non ne so nulla, ma é facile pensare a diverse economie di scala nelle varie reazioni. Ottenere idrogeno con altri sistemi é molto difficile.
Mentre penso che mettere l'ossido di alluminio in grandi quantitá e portandolo al punto di fusione sia facile ottenere alluminio puro.
Un forno ben isolato é sicuramente in grado di farti "risparmiare" energia.

Alla fine della fiera non devi ottenere una reazione a pareggio energetico, devi ottenere idrogeno gassoso a basso costo per utilizzi che altrimenti non ti potresti permettere.

In seconda battuta, puoi usare fonti rinnovabili per fondere l'alluminio.

Si vede che non ne sai nulla, tranquillo

[TheAlchemyst]

Originariamente inviato da Techie

Quindi dici che tutto il ciclo potrebbe essere un buon sostituto degli accumuli, soprattutto in ambiti non domestici (dove alla fine con 10-20 kWh di batterie te la cavi) per l'energia prodotta dalle rinnovabili più incostanti, tipo il solare?

No, delle due è più efficiente la produzione di idrogeno direttamente con la corrente prodotta. Anche qui per capire ci sono dei video, oppure puoi provare mettendo i due poli di una pila in acqua, dal polo positivo esce idrogeno, da quello positivo ossigeno.
Ricordiamo che l'idrogeno è altamente infiammabile, e poi per ritrasformarlo in energia elettrica avresti bisogno di un generatore come quelli che esistono a benzina adatto a bruciare idrogeno. Inoltre dovresti avere una contenitore enorme n per lo stoccaggio visto che non hai la possibilità di comprimerlo.

[plinio01]

E poi va considerato il rapporto alluminio/gallio di 1:3. Il gallio non è un elemento che sia poi così tanto diffuso nella crosta terrestre...
https://it.wikipedia.org/wiki/Abbond...osta_terrestre
è vero che si ricicla, ma siamo sui 700 dollari al chilo.

[silviop]

Originariamente inviato da TheAlchemyst

Allora, premetto che ho laurea e dottorato in chimica, quindi conosco l'argomento.

Lo conoscerai pure l argomento , pero' il giorno che hanno parlato del Processo di Hall-Héroult evidentemente eri assente o la sera prima avevi sbocciato in discoteca.

2Al2O3 + 3C → 4Al + 3CO2

secondo te quei 3CO2 sono amici dell' ambiente ?

[TheAlchemyst]

Originariamente inviato da silviop

Lo conoscerai pure l argomento , pero' il giorno che hanno parlato del Processo di Hall-Héroult evidentemente eri assente o la sera prima avevi sbocciato in discoteca.

2Al2O3 + 3C → 4Al + 3CO2

secondo te quei 3CO2 sono amici dell' ambiente ?

Come sempre uno cerca di spiegare meglio a chi magari non è ferrato dell'argomento e qualcuno esce usando nomi fighi per far vedere che ne sa e mostrare che gli altri sono ignoranti. Non intervengo spesso ma quando leggo queste cose me ne pento...
Ho detto qualcosa di sbagliato? Ti sembra che io abbia parlato che il processo è pulitissimo? Mi sembra di aver detto chiaramente che per ripristinare l'alluminio dopo questo processo è sempre necessaria l'elettrolisi, che si fa con energia elettrica che se prodotta con fonti fossili inquina comunque.
Tu descrivi un altro metodo che comunque non è pulito, punto. Qualsiasi cambiamento chimico richiede energia. Quindi secondo te dovevo citare il processo il questione che inoltre non c'entra assolutamente nulla? Anche perché a seguito del processo descritto si forma alluminio idrossido, quindi per ripristinarlo il processo da te indicato non funziona.
Mi fate ridere perché dovete anche aggiungere il commento del tipo ero assente o avevo sbocciato in discoteca (mai frequentate)... Direi che col mio 110 e lode forse non ho perso molte lezioni.
Il rispetto prima di tutto, grazie.

[NeroCupo]

Prima cosa: QUESTE BATTERIE NON SONO RICARICABILI, quindi bisognerebbe fare lo swapping in opportune stazioni di scambio. Niente ricariche casalinghe, quindi.

Poi, per produrre 1 tonnellata di alluminio servono 14.000 kWh di energia elettrica (link: https://www.educazionedigitale.it/YE/wp-content/uploads/2018/06/ALLUMINIO-PRODUZIONE-E-CARATTERISTICHE.pdf), da cui se ne deduce che per produrre 1 mole di alluminio (27 grammi circa) servono 0,378 kWh. PER LA SOLA ELETTROLISI sottolineo, senza tutto il necessario contorno.

Da 1 mole di alluminio si ottengono 3 moli di idrogeno (2Al + 6H2O => 2Al(OH)3 + 3H2)

Una cella a combustibile ha un rendimento tipico del 50% o poco meno, riferito al potere calorico inferiore del combustibile (l'idrogeno prodotto da queste 'batterie')
Il potere calorico inferiore dell'idrogeno è di 130 MJ/kg, ovvero 36,1 kWh/kg, ovvero 0,036 kWh/mole (1 mole idrogeno = poco più di un grammo)

Quindi, da 1 mole di alluminio consumiamo per la sola elettrolisi 0,378 kWh e ne otteniamo in energia elettrica nell'auto (3 moli H2) x 50% x 0,036 = 0,054 kWh, con UN RENDIMENTO DEL 14% (UNO SCHIFO).
Senza contare che dobbiamo separare i sali, trasportarli, stoccarli, ...

Inoltre, producendo per elettrolisi l'alluminio si consumano 500 Kg di grafite (usata per gli elettrodi) per ogni tonnellata di alluminio prodotto, e pure questa va in CO2

Ancora, il gallio COSTA, e, anche se si ricicla, ne servirebbe moltissimo (1/3 del peso)

PS, per chi dice di utilizzare l'alluminio riciclato: questo viene GIA' utilizzato al 100% per la produzione di nuovo alluminio. Se lo usiamo, dovremo comunque produrne altro di nuovo.

[NeroCupo]

Ma facciamo due conti:

Un kWh oggi costa circa 0,40€
La resa TEORICA del processo di cui sopra è del 14%, ma se alla fine del gioco superasse il 5% (separazione dei sali, trasporto, purificazioni, altro) mi mangio i miei calzini di una settimana fa.
Quindi, per produrre 1 kWh di energia da queste batterie utilizzabili in un auto, ne dovrei consumare circa 20 di kWh.

Quanto costerebbe quindi fare un viaggetto di, diciamo, 100 Km con un auto con queste batterie (dal consumo medio di 0,2 kWh al km, ad esempio, nella media)?

Semplice: (0,2 kWh al Km) x 100 km x (0,4€/kW) x 20 (rendimento del 5%) = 160€

E questi sono i soli costi dell'energia.
Aggiungiamo i costi di purificazione e di separazione, quelli di trasporto e di stoccaggio, l'utile per chi fa questo, e li vedremo sicuramente raddoppiati.

Quindi, per 100 km di viaggio = oltre 300€ di costo!!!

Teniamo presente anche che chi fa lo swap delle batterie, non le cambia all'ultimo km (voi arrivate al distributore con il serbatoio vuoto spingendo la macchina?), quindi c'è sicuramente un altro moltiplicatore da aggiungere!

In pratica, una piccola gita fuori regione mi costerebbe quasi quanto uno stipendio mensile, solo per l'energia, senza contare tutto il resto.

Buon divertimento, IO passo la mano.

[Alpha4]

Noto che comunque tra tanti premi Nobel qui sul forum nessuno ha appreso la capacità di discutere in maniera pacifica e civile di un argomento.

Quante volte nella storia i processi sono stati migliorati e resi utili da successive scoperte o semplicemente creando un processo complessivo diverso?

Ci sono poi applicazioni dove la possibilità di generare energia senza ulteriori sorgenti può essere utile.

Sembra una discussione tra candidati alle politiche..