Di Massimiliano Picone (Max) il 26-1-03 

Una profonda rivoluzione stravolgerà l’economia mondiale nei prossimi anni. Questa rivoluzione porta il nome dell’elemento più semplice e diffuso in natura: l’idrogeno. Nonostante il suo atomo sia costituito solamente da un protone e da un elettrone, l’idrogeno promette una ‘nuova’ rivoluzione industriale entro una trentina d’anni.

Fino a qualche anno fa parole come “celle a combustibile” e “miracolo idrogeno” erano pressoché sconosciute ai non addetti ai lavori. Ora i media di tutto il mondo sollevano dibattiti e si mostrano molto interessati a questo nuovo prodotto della scienza tanto che futuristiche auto, silenziose e a emissioni zero, sono entrate ormai nel nostro immaginario collettivo. Questa nuova energia rappresenta una delle più dirette applicazioni della ricerca scientifica all’industria e all’economia degli ultimi venti anni.
Il problema dell’inquinamento e’ ormai noto a tutti e anche i politici sembrano essersi convinti della sua valenza. Da anni si tentano varie strade per le famose energie rinnovabili come l’eolica, la solare e le biomasse, solo per citarne alcune. Molti di questi percorsi sono stati poi implementati raramente e hanno ottenuto scarsi risultati per il lungo termine. La “salvezza dell’umanità” sembra venire dall’elemento che per primo ha ospitato la vita: l’acqua. Rinnovabile e costituita in gran parte da idrogeno (H2O).
I ricercatori europei sono pionieri nella ricerca sull’idrogeno. Essi seguono due piste diverse. La prima, molto avanzata e in fase di sviluppo, è quella delle pile a combustibile. La seconda - ancora agli inizi - è quella della fusione di nuclei di idrogeno.
La ricerca delle pile a combustibile e’ arrivata ad un punto dove i problemi da risolvere sono puramente tecnologici e non di natura scientifica. Per questo motivo l’applicazione industriale è già iniziata e sta avendo buoni risultati soprattutto in campo automobilistico.
Rispetto a una pila classica che "esaurisce" i reattivi elettrochimici che generano la corrente, una pila (o cella) a combustibile (vedi il grafico) è un generatore di elettricità (e, secondariamente di calore) che sfrutta la reazione tra l'idrogeno costantemente rinnovato e l'ossigeno dell'aria per produrre acqua liberando elettroni. L’idrogeno può essere fornito alla cella in vari modi: da un serbatoio contenente idrogeno o gas naturale compressi, dall’acqua tramite il processo di elettrolisi (che prevede la scissione delle molecole di H20 attraverso impulsi elettrici) oppure da un apparecchio chiamato reformer, che estrae idrogeno dagli idrocarburi, come metanolo e benzina (in questo caso si ottiene però anche una piccola quantità di idrocarburi di scarto).
In Europa, negli Stati Uniti e in Giappone è in atto un'intensa attività di ricerca industriale su numerose varianti di pile a combustibile - sia per motori elettrici di automobili che per le nuove generazioni di centrali di elettricità e di calore.
La fusione dell’idrogeno è invece un campo dove la ricerca scientifica ha ancora molti passi da compiere e rappresenta l’evoluzione della fissione presente nelle attuali centrali nucleari. La fissione nucleare infatti avviene tramite una reazione a catena tra particelle di uranio che producono energia sotto forma di calore. Ma l’uranio non e’ infinito sul globo terrestre; inoltre vari problemi nascono dallo smaltimento delle scorie nucleari prodotte. La grande ambizione della fusione è riprodurre in maniera controllata il gigantesco processo di produzione di energia che avviene nell'universo stellare attraverso la fusione di nuclei di idrogeno in nuclei più pesanti di elio. In questo processo viene creata energia pulita e completamente rinnovabile. Purtroppo un’ottimistica previsione vede la produzione di una prima centrale nucleare a fusione non prima del 2050.
Le pile a combustibile sono invece una soluzione “portatile” in grado di essere installate sotto l’abitacolo di un’automobile permettendo l’eliminazione di ingombranti parti meccaniche e quindi la formazione di nuovi design.
Da un’azione meccanica del motore a scoppio (che ricorda i primi telai a vapore inglesi) si passa ad una trasformazione chimica in grado di produrre l’energia elettrica necessaria ai motori elettrici per azionare le ruote. Se comparati al motore a scoppio, questi dispositivi sono doppiamente efficienti: i migliori motori turbodiesel oggi possono arrivare ad una efficienza massima del 30 per cento riescono cioè a trasformare in energia meccanica per azionare le ruote solo una frazione del potere energetico del combustibile fossile. Le pile a combustibile invece sono capaci di trasformare il 55 per cento di idrogeno.

ll problema principale resta nell’immagazzinamento dell’idrogeno: fornire un’autonomia sufficiente con sicurezza. Tra le varie forme proposte (liquido, solido e gassoso) lo stoccaggio allo stato solido sembra essere quello più promettente.
Un altro traguardo (non solo) tecnologico da superare sta nella diffusione delle stazioni di rifornimento a idrogeno.
Oltre alle automobili, questa tecnologia permetterà tra dieci anni di creare generatori di emergenza (gruppi elettrogeni) per ospedali e centri nevralgici. Tra venti o trent’anni la nuova energia comincerà ad essere capillarmente diffusa nel mondo, dai centri di produzione alle case, per una nuova economia reticolare basata completamente sull’idrogeno.
“Quando ogni singola abitazione e azienda potranno rigenerare e distribuire energia a piacimento attraverso l'estrazione e il riciclaggio dell'idrogeno - e le cellule combustibili di tale elemento - si potrà costruire un'economia più democratica, basata sull'interscambio del sovrappiù energetico.” Jeremy Rifkin
L’applicazione su vasta scala permetterà l’avverarsi del miracolo idrogeno; uno stravolgimento di tale importanza da permettere ai paesi poveri di non avere piu’ debiti riguardo all’acquisto di energia.
C’e’ chi addirittura azzarda un paragone con Internet ed il suo web: sarà, infatti, un web (una ragnatela) lo sviluppo dell’idrogeno su scala mondiale. Inizialmente in Europa e negli Stati Uniti, poi in Giappone si verranno a creare dei veri e propri network sul modello che ha la rete Internet al giorno d’oggi.
Gli analisti prevedono una discreta diffusione della rete idrogeno per il 2050 (stessa previsione per le prime centrali nucleari a fusione d’idrogeno). Ma la promessa rivoluzione è in realtà già iniziata e dal prossimo anno si cominceranno ad avere le prime celle a combustibile nelle case sottoforma, ad esempio, di caldaie per l’acqua calda. Seguiranno dispositivi in grado di alimentare computer portatili o telefoni cellulari. Inoltre crescono le compagnie che si occupano dell’implementazione di questa tecnologia: queste aziende stanno installando in Islanda le prime celle a combustibile all’interno di fabbriche e di pescherecci.