Test drive BMW è idrogenu: prima parte

U rimore di a timpesta imminente ribumbava sempre in u celu quandu l’avione tamantu s’avvicinava di u situ d’atterramentu vicinu à u New Jersey. U 6 di maghju di u 1937, u dirigibile Hindenburg hà fattu u so primu volu di a stagione, purtendu à bordu 97 passageri.

In pochi ghjorni, un enormu pallone pienu d'idrogenu duverebbe volà à Francoforte am Main. Tutti i posti di u volu sò stati longu riservati da cittadini americani desiderosi di assiste à l'incurunazione di u rè britannicu Ghjorghju VI, ma u destinu hà decretatu chì sti passageri ùn imbarcaranu mai nantu à u gigante di l'aviò.

Pocu dopu à a fine di a preparazione per l'atterrissimu di l'aeronave, u so cumandante Rosendahl hà nutatu i fiammi nantu à u so scafo, è dopu à uni pochi di sicondi, a bola enormosa si trasformò in un ominous log volante, lassendu solu frammenti di metallu pietosi nantu à a terra dopu à un altru mezzu. minutu. Una di e cose più sorprendenti di sta storia hè u fattu cunfortu chì parechji di i passageri à bordu di u dirigibile in fiamme anu eventualmente riesciutu à sopravvive.

U conte Ferdinand von Zeppelin hà sunniatu di vola in un veìculu più liggeru di l'aria à a fine di u 1917u seculu, schizzendu un schema grezzu di un aeroplanu ligeru pienu di gas è lancendu prughjetti per a so implementazione pratica. Zeppelin hà campatu abbastanza longu per vede a so creazione entre gradualmente in a vita di e persone, è hè mortu in u 1923, pocu prima chì u so paese perdi a Prima Guerra Mundiale, è l'usu di e so navi hè statu pruibitu da u Trattatu di Versailles. I Zeppelini sò stati dimenticati per parechji anni, ma tuttu cambia di novu à una velocità vertiginosa cù a venuta à u putere di Hitler. U novu capu di Zeppelin, u Duttore Hugo Eckner, crede cunvinta chì una quantità di cambiamenti tecnologichi significativi sò richiesti in a cuncezzione di dirigibili, u principale di i quali hè a sostituzione di l'idrogenu infiammabile è periculosu cù eliu. Sfurtunatamente, però, i Stati Uniti, chì à l'epica era u solu pruduttore di sta materia prima strategica, ùn pudianu vende eliu à a Germania in virtù di una legge speciale passata da u Cungressu in u 129. Hè per quessa chì a nova nave, designata LZ XNUMX, hè infine alimentata cun idrogenu.

A custruzzione di un enorme pallone novu fattu di leghe leggere di alluminiu ghjunghje à una lunghezza di quasi 300 metri è hà un diametru di circa 45 metri. L'aviò gigante, equivalente à u Titanic, hè alimentatu da quattru mutori diesel à 16 cilindri, ognunu cù 1300 CV. Naturalmente, Hitler ùn hà micca mancatu l'occasione di trasformà u "Hindenburg" in un vivu simbulu di propaganda di a Germania nazista è hà fattu tuttu u pussibule per accelerà l'iniziu di a so sfruttamentu. Di conseguenza, dighjà in u 1936 u dirigibile "spettaculare" hà fattu voli transatlantichi regulari.

In u primu volu in u 1937, u situ di sbarcu di u New Jersey hè stata affollata di spettatori entusiasti, scontri entusiastici, parenti è ghjurnalisti, assai di i quali aspittàvanu ore per a tempesta per calà. Ancu a radiu copre un avvenimentu interessante. À un certu puntu, l'aspittà ansiosa hè interrotta da u silenziu di u parlante, chì dopu à una stonda, grida istericu : "Una bola tamanta di focu casca da u celu ! Ùn ci hè nimu vivu ... A nave si accende di colpu è s'assumiglia istantaneamente à una torcia gigante. Certi passageri in un panicu accuminciaru à saltà da a gondola per scappà di u focu terribili, ma resultò fatale per elli per l'altezza di centu metri. À a fine, solu uni pochi di i passageri chì aspettanu chì l'aeronave s'avvicina à a terra sopravvive, ma assai di elli sò malamenti brusgiati. À un certu puntu, a nave ùn pudia micca sustene u dannu di u focu furiosu, è migghiara di litri d'acqua di ballast in l'arcu cuminciaru à versà in terra. L'Hindenburg elencu rapidamente, a parte posteriore ardente sbatte in terra è finisce in a distruzzione cumpleta in 34 seconde. U scossa di u spettaculu scuzzulate a folla riunita in terra. À quellu tempu, a causa ufficiale di u crash hè stata cunsiderata cum'è un tronu, chì hà causatu l'ignizione di l'idrogenu, ma in l'ultimi anni, un espertu tedescu è americanu sustene categuricamente chì a tragedia cù a nave Hindenburg, chì hà passatu assai timpeste senza prublemi. , era a causa di u disastru. Dopu numerosi osservazioni di filmati d'archiviu, sò ghjunti à a cunclusione chì u focu hà iniziatu per via di a pintura combustible chì copre a pelle di l'aeronave. U focu di un dirigibile tedescu hè unu di i disastri più sinistri in a storia di l'umanità, è a memoria di stu terribili avvenimentu hè sempre assai dolorosa per parechji. Ancu oghje, a menzione di e parolle "dirigibile" è "idrogenu" evoca l'infernu ardente di New Jersey, ancu s'ellu hè "domesticatu" in modu adattatu, u gasu più ligeru è abbundante in a natura puderia esse estremamente utile, malgradu e so proprietà periculose. Sicondu un gran numaru di scientisti muderni, l'era vera di l'idrogenu hè sempre in corso, ancu s'ellu à u stessu tempu, l'altra grande parte di a cumunità scientifica hè scettica annantu à tali manifestazioni estremi di ottimisimu. Trà l'ottimisti chì sustenenu a prima ipotesi è i sustenidori più fermi di l'idea di l'idrogenu, sicuru, deve esse i Bavaresi da BMW. A cumpagnia di l'automobile tedesca hè prubabilmente più cunsciente di e sfide inevitabbili nantu à a strada di l'ecunumia di l'idrogenu è, soprattuttu, supera e difficultà in a transizione da i carburanti di l'idrocarburi à l'idrogenu.

Ambizione

L'idea stessa di usà un carburante chì hè cusì ecologicu è inesauribile cum'è e riserve di carburante sona cum'è magia à una umanità in presa di una lotta energetica. Oghje, ci sò più di una o duie "società di l'idrogenu" chì a so missione hè di prumove una attitudine pusitiva versu u gasu ligeru è urganizà in permanenza riunioni, simposi è mostre. A cumpagnia di pneumatici Michelin, per esempiu, investe assai in l'urganizazione di u Michelin Challenge Bibendum, sempre più populari, un foru glubale focu annantu à l'idrogenu per carburanti è vitture sostenibili.

Tuttavia, l'ottimisimu chì emana da i discorsi in tali fori ùn hè micca abbastanza per l'implementazione pratica di un maravigliu idilliu di l'idrogenu, è l'ingressu à l'ecunumia di l'idrogenu hè un avvenimentu infinitu cumplessu è impracticable in questa tappa tecnologica in u sviluppu di a civilizazione.

Recentemente, tuttavia, l'umanità hà cercatu di aduprà sempre più fonti d'energia alternative, vale à dì, l'idrogenu pò diventà un ponte impurtante per immagazzinà l'energia solare, eolica, acqua è biomasse, cunvertendula in energia chimica. ... In termini simplici, questu significa chì l'elettricità prodotta da queste fonti naturali ùn pò micca esse almacenata in grandi volumi, ma pò esse aduprata per pruduce l'idrogenu scumpondendu l'acqua in ossigenu è idrogenu.

Stranu cum'è si sona, certi cumpagnii petroliferi sò trà i principali proponenti di stu schema, trà quale u più coherente hè u giant oliu britannicu BP, chì hà una strategia d'investimentu specifica per investimenti significativi in ​​questa zona. Di sicuru, l'idrogenu pò ancu esse estratti da fonti d'idrocarburi non rinnuvevuli, ma in questu casu, l'umanità deve circà una suluzione à u prublema di almacenà diossidu di carbonu ottenutu in stu prucessu. Hè un fattu indiscutibile chì i prublemi tecnologichi di a produzzione, u almacenamentu è u trasportu di l'idrogenu sò solu solu - in pratica, stu gasu hè digià pruduciutu in grande quantità è utilizatu com'è materia prima in l'industria chimica è petrochimica. In questi casi, però, l'altu costu di l'idrogenu ùn hè micca fatale, postu chì "fonde" in l'altu costu di i prudutti in a sintesi di quale participa.

Tuttavia, a quistione di usà u gasu ligeru cum'è fonte di energia hè un pocu più cumplicatu. I scientisti sò stati racking u cervellu per un bellu pezzu in cerca di una pussibuli alternativa strategica à l'oliu di carburante, è finu à avà sò ghjunti à l'opinione unanime chì l'idrogenu hè u più ecologicu è dispunibule in energia abbastanza. Solu ellu risponde à tutti i requisiti necessarii per una transizione liscia à un cambiamentu in u statu quo attuale. Sottu à tutti questi benefici hè un fattu simplice ma assai impurtante - l'estrazione è l'usu di l'idrogenu giranu intornu à u ciculu naturale di cumpunimentu di l'acqua è a descomposizione ... Se l'umanità migliurà i metudi di produzzione utilizendu fonti naturali cum'è l'energia solare, u ventu è l'acqua, l'idrogenu pò esse pruduciutu. è aduprà in quantità illimitate senza emette alcuna emissioni dannusu. Cum'è una fonte d'energia rinnuvevule, l'idrogenu hè statu longu u risultatu di una ricerca significativa in diversi prugrammi in l'America di u Nordu, l'Europa è u Giappone. L'ultimi, à u turnu, sò parti di u travagliu nantu à una larga gamma di prughjetti cumune destinati à creà una infrastruttura cumpleta di l'idrogenu, cumprese a produzzione, u almacenamentu, u trasportu è a distribuzione. Spessu questi sviluppi sò accumpagnati da sussidi di u guvernu significativu è sò basati nantu à accordi internaziunali. In nuvembre di u 2003, per esempiu, hè statu firmatu l'Accordu di Partenariatu Internaziunale di l'Ecunumia di l'Idrogenu, chì include i più grandi paesi industrializzati di u mondu cum'è Australia, Brasile, Canada, Cina, Francia, Germania, Islanda, India, Italia è Giappone. , Norvegia, Corea, Russia, Regnu Unitu, Stati Uniti è Cummissione Europea. U scopu di sta cuuperazione internaziunale hè "urganizà, stimulà è unisce i sforzi di diverse urganisazioni nantu à a strada di l'era di l'idrogenu, è ancu di sustene a creazione di tecnulugia per a produzzione, u almacenamentu è a distribuzione di l'idrogenu".

U percorsu pussibule per l'usu di stu carburante ecologicu in u settore di l'automobile pò esse duie volte. Unu di elli hè i dispusitivi cunnisciuti cum'è "cellule di carburante", in quale a cumminazione chimica di l'idrogenu cù l'ossigenu da l'aria libera l'electricità, è u sicondu hè u sviluppu di tecnulugia per aduprà l'idrogenu liquidu cum'è carburante in i cilindri di un mutore di combustione interna classicu. . A seconda direzzione hè psicologicamente più vicinu à i cunsumatori è à l'imprese di vitture, è BMW hè u so sustegnu più brillanti.

Pruduzione

Attualmente, più di 600 miliardi di metri cubi d'idrogenu puru sò pruduciuti in u mondu sanu. A materia prima principale per a so pruduzzione hè u gasu naturali, chì hè trasfurmatu in un prucessu chjamatu "riforma". Quantità più chjuche di l'idrogenu sò ricuperati da altri prucessi, cum'è l'elettrolisi di composti di cloru, l'ossidazione parziale di l'oliu pisanti, a gasificazione di carbone, a pirolisi di carbone per pruduce coke è a riforma di gasoline. Circa a mità di a produzzione di l'idrogenu di u mondu hè aduprata per a sintesi di l'ammonia (chì hè utilizata com'è materia prima in a produzzione di fertilizzanti), in a raffinazione di l'oliu è in a sintesi di metanol. Questi schemi di produzzione gravanu l'ambiente à varii gradi, è, sfurtunatamenti, nimu ùn offre una alternativa significativa à u statu quo energeticu attuale - prima, perchè usanu fonti non rinnuvevuli, è in segundu, perchè a produzzione libera sustanzi indesiderati cum'è u carbone. diossidu, chì hè u principale culprit. Effettu serra. Una pruposta interessante per risolve stu prublema hè stata recentemente fatta da circadori finanziati da l'Unione Europea è u guvernu tedescu, chì anu creatu una tecnulugia chjamata "sequestrazione", in quale l'anidride carbonica prodotta durante a produzzione di l'idrogenu da u gasu naturale hè pompatu vechji campi sbulicati. oliu, gas naturale o carbone. In ogni casu, stu prucessu ùn hè micca faciule da implementà, postu chì nè i campi di petroliu nè di gasu sò veri cavità in a crosta di a terra, ma sò più spessu strutture di sabbia porosa.

U metudu futuru più prumessu di pruduce l'idrogenu resta a descomposizione di l'acqua per l'electricità, cunnisciuta da a scola elementaria. U principiu hè estremamente simplice - una tensione elettrica hè appiicata à dui elettrodi immersi in un bagnu d'acqua, mentri l'ioni di l'idrogenu pusitivu vanu à l'elettrodu negativu, è l'ioni d'ossigenu negativu vanu à u pusitivu. In a pratica, parechji metudi principali sò usati per questa descomposizione elettrochimica di l'acqua - "elettrolisi alkalina", "elettrolisi di membrana", "elettrolisi d'alta pressione" è "elettrolisi d'alta temperatura".

Tuttu saria perfetta se l'aritmetica simplice di a divisione ùn hà micca interferitu cù u prublema estremamente impurtante di l'urìgine di l'electricità necessariu per questu scopu. U fattu hè chì in u mumentu, a so pruduzzione inevitabbilmente emette subprodutti dannosi, a quantità è u tipu di quale varieghja secondu cumu si faci, è, sopratuttu, a produzzione di l'electricità hè un prucessu inefficiente è assai caru.

A rumpitura di u vizioso è a chjusura di u ciclu di l'energia pulita hè attualmente pussibile solu quandu si utilizza l'energia naturale è sopratuttu solare per generà elettricità necessaria per decomporre l'acqua. Per risolve stu prublema ci vole senza dubbitu assai tempu, soldi è sforzu, ma in parechje parte di u mondu, generà elettricità in questu modu hè diventatu digià un fattu.

BMW, per esempiu, ghjoca un rolu attivu in a creazione è u sviluppu di e centrali solari. A centrale elettrica, custruita in a piccula cità bavarese di Neuburg, usa cellule fotovoltaiche per pruduce energia chì pruduce l'idrogenu. I sistemi chì utilizanu l'energia solare per scaldà l'acqua sò particularmente interessanti, dicenu l'ingegneri di a cumpagnia, è u vapore resultanti alimenta i generatori d'electricità - tali impianti solari sò digià operatu in u desertu di Mojave in California, chì genera 354 MW d'electricità. L'energia eolica hè ancu diventata sempre più impurtante, cù i parchi eolici nantu à e coste di paesi cum'è i Stati Uniti, a Germania, l'Olanda, u Belgio è l'Irlanda chì ghjucanu un rolu ecunomicu sempre più impurtante. Ci sò ancu cumpagnie chì estrae l'idrogenu da a biomassa in diverse parti di u mondu.

Situazione di almacenamiento

L'idrogenu pò esse immagazzinatu in grandi quantità sia in fase di gas sia in fase liquida. U più grande di sti reservorii, in chì l'idrogenu hè à una pressione relativamente bassa, sò chjamati "contatori di gas". I serbatoi mediani è più chjuchi sò adatti per almacenà l'idrogenu à una pressione di 30 bar, mentre i più picculi serbatoi speciali (dispositivi costosi in acciaio speciale o materiali compositi rinfurzati cù fibra di carbonu) mantenenu una pressione costante di 400 bar.

L'idrogenu pò ancu esse almacenatu in una fase liquida à -253 ° C per unità di volume, chì cuntene 0 volte più energia chì quandu hè almacenatu à 1,78 bar - per ottene l'equivalente quantità di energia in l'idrogenu liquefied per unità di volume, u gasu deve esse cumpressu. à 700 bar. Hè precisamente per via di l'efficienza energetica più alta di l'idrogenu rinfriscatu chì BMW hè in cullaburazione cù a preoccupazione di refrigerazione tedesca Linde, chì hà sviluppatu apparecchi criogeni muderni per liquefying è almacenà l'idrogenu. I scientisti offrenu ancu altre alternative, ma menu applicabili, à l'almacenamiento di l'idrogenu, per esempiu, u almacenamentu sottu pressione in farina metallica speciale in forma di idruri metallichi, etc.

Trasportu

In e zone cù una alta concentrazione di piante chimiche è raffinerie di petroliu, una rete di trasmissione di idrogenu hè dighjà stabilita. In generale, a tecnulugia hè simile à u trasportu di gas naturale, ma l'usu di questu ultimu per i bisogni di l'idrogenu ùn hè micca sempre pussibule. Tuttavia, ancu in u seculu scorsu, parechje case in e cità europee sò state illuminate da un gasdottu ligeru, chì cuntene finu à u 50% di idrogenu è hè statu adupratu cum'è carburante per i primi motori staziunali à combustione interna. U nivellu di tecnulugia d'oghje permette ancu u trasportu transcontinentale di l'idrogenu liquefatu per mezu di petroliere criogeniche esistenti, simile à quelle aduprate per u gas naturale. Oghje, scentifichi è ingegneri facenu e speranze è i sforzi maiò in u campu di a creazione di tecnulugie adatte per a liquefazione è u trasportu di l'idrogenu liquidu. In questu sensu, sò queste navi, serbatoi ferroviari criogenici è camiò chì ponu diventà a basa per u futuru trasportu di idrogenu. In aprile 2004, a prima stazione di rifornimentu di idrogenu liquefatu di u so tippu, sviluppata cunghjuntamente da BMW è Steyr, hè stata aperta in a vicinanza immediata di l'Aeroportu di Monaco. Cù u so aiutu, u riempimentu di i serbatoi cù idrogenu liquefatu si face in autumàticu, senza participazione è senza risicu per u cunduttore di a vittura.