{"id":11583,"date":"2023-07-10T09:30:03","date_gmt":"2023-07-10T07:30:03","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/it\/?p=11583"},"modified":"2023-09-01T11:36:55","modified_gmt":"2023-09-01T09:36:55","slug":"il-dispendio-energetico-legato-allo-trasporto-e-stoccaggio-dellidrogeno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/it\/applicazioni\/il-dispendio-energetico-legato-allo-trasporto-e-stoccaggio-dellidrogeno\/","title":{"rendered":"Il dispendio energetico legato allo trasporto e stoccaggio dell&#8217;idrogeno"},"content":{"rendered":"<p><strong>L&#8217;idrogeno \u00e8 fondamentale per la decarbonizzazione, sia nell&#8217;industria chimica che nei Paesi sviluppati. Tuttavia, mentre \u00e8 relativamente facile ed economico da produrre, l&#8217;H<sub>2<\/sub> puro \u00e8 notoriamente difficile da trasportare e stoccare. La maggior parte dei metodi richiede alti costi operativi e\/o energetici.<\/strong><\/p>\n<p>L&#8217;idrogeno \u00e8 l\u2019elemento chimico dotato della minore massa tra tutti gli quelli conosciuti e la molecola H<sub>2<\/sub> \u00e8 la pi\u00f9 leggera tra tutte. Pertanto, l&#8217;idrogeno ha una densit\u00e0 estremamente bassa alla pressione atmosferica. Per immagazzinarlo e trasportarlo in modo efficiente, deve prima essere condensato. I metodi convenzionali comprendono:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Compressione ad alta pressione<\/strong> &#8211; per l&#8217;H<sub>2<\/sub> allo stato gassoso, pressioni da 350 a 700 bar (5.000 a 10.000 psi) o pi\u00f9.<\/li>\n<li><strong>Liquefazione criogenica<\/strong> &#8211; per l&#8217;H<sub>2<\/sub> allo stato liquido, raffreddandolo al di sotto del suo punto di ebollizione di -253\u00b0C (-423\u00b0F, 20,28 K).<\/li>\n<li><strong>Stoccaggio allo stato solido<\/strong> &#8211; adsorbimento per lo stoccaggio dell&#8217;idrogeno sulla superficie dei solidi e all&#8217;interno della struttura reticolare dei solidi.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Tutti e tre gli approcci comportano elevati costi operativi e\/o energetici (Rao &amp; Yoon, 2020):<\/p>\n<ul>\n<li>I serbatoi che possono resistere a pressioni cos\u00ec elevate richiedono l&#8217;uso di materiali compositi costosi.<\/li>\n<li>La liquefazione dell&#8217;idrogeno richiede un processo di raffreddamento a pi\u00f9 stadi e una spesa equivalente a circa il 40% del suo contenuto energetico.\n<\/li>\n<li>Svantaggi dello stoccaggio in fase solida:\n<ul>\n<li>bassa capacit\u00e0 gravimetrica di &lt;5,5 wt% (il DOE ha come obiettivo il 6 wt%)<\/li>\n<li>reversibilit\u00e0 limitata a pressioni e temperature ottimali<\/li>\n<li>instabilit\u00e0 dei materiali di stoccaggio<\/li>\n<li>necessit\u00e0 di basse temperature ( -321\u00b0F \/ -196\u00b0C).<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>Questi costi, soprattutto in termini di energia, hanno un impatto negativo sul potenziale net-zero dell&#8217;uso dell&#8217;idrogeno, specialmente se l&#8217;energia richiesta proviene da fonti non rinnovabili. A questo problema si aggiungono i costi energetici del trasporto dell&#8217;idrogeno su lunghe distanze e del suo stoccaggio per lunghi periodi.<\/p>\n<p>Per questi motivi, i ricercatori stanno lavorando a nuovi modi di immagazzinare l&#8217;idrogeno, meno dispendiosi dal punto di vista energetico. Un processo promettente \u00e8 l&#8217;uso di vettori organici liquidi di idrogeno (LOHC), che apre anche nuove possibilit\u00e0 per la cattura del calore e la rigenerazione dei catalizzatori.<\/p>\n<h2>Sistemi LOHC: molti aspetti positivi (e alcuni negativi)<\/h2>\n<p>Come suggerisce il nome, i vettori di idrogeno organico liquido sono composti di carbonio-idrogeno o carbonio-carbonio che rimangono liquidi a temperatura e pressione ambiente. Per trasportare l&#8217;idrogeno, i LOHC reagiscono con l&#8217;idrogeno in una reazione catalitica esotermica a pressioni elevate (435-725 psi \/ 30-50 bar) e ad alte temperature (150-200\u00b0C \/ 302-392\u00b0F). Una volta saturi, i LOHC immagazzinano l&#8217;idrogeno in modo relativamente sicuro in condizioni ambientali. Quando l&#8217;idrogeno \u00e8 necessario, il LOHC ricco di idrogeno rilascia l&#8217;idrogeno in una reazione catalitica endotermica a temperature pi\u00f9 elevate (250-320\u00b0C \/ 482-608\u00b0F). Questo processo di idrogenazione\/deidrogenazione \u00e8 pi\u00f9 facile ed economico rispetto alla compressione o alla liquefazione dell&#8217;idrogeno e ha una maggiore capacit\u00e0 di carico rispetto allo stoccaggio in fase solida.<\/p>\n<p>I ricercatori stanno attualmente sperimentando diversi composti ricchi di idrogeno e poveri di idrogeno per vedere quali offrono il maggior numero di vantaggi e il minor numero di svantaggi. Queste coppie includono metilcicloesano (MCH)\/toluene, e peridro-dibenziltoluene\/dibenziltoluene, decalina\/naftalene.<\/p>\n<p>I sistemi LOHC sono oggetto di grande attenzione perch\u00e9, in linea di principio, consentono di immagazzinare e trasportare quantit\u00e0 massicce di idrogeno per un tempo quasi illimitato, senza il rischio di perdite di idrogeno. Infatti, le uniche limitazioni in termini di quantit\u00e0 e durata dipendono dalle dimensioni del serbatoio e dalle caratteristiche tecniche del composto LOHC. Inoltre, a differenza di altri concetti Power-to-X*, i sistemi LOHC consentono di immagazzinare energia senza rilasciare CO<sub>2<\/sub> o N<sub>2<\/sub> nell&#8217;atmosfera. Pertanto, questo tipo di stoccaggio dell&#8217;idrogeno \u00e8 un passo positivo verso la realizzazione del potenziale dell&#8217;H<sub>2<\/sub> come combustibile rispettoso del clima.<\/p>\n<p>Tuttavia, i sistemi LOHC non sono privi di aspetti negativi. Ad esempio, il dibenziltoluene \u00e8 lento a bruciare, ma non deve essere toccato o ingerito ed \u00e8 pericoloso se entra nella rete idrica. Lavorare con i LOHC richiede l&#8217;adozione delle massime precauzioni di sicurezza, necessarie per proteggere l&#8217;ambiente, la salute umana e le aziende. Ci\u00f2 richiede un controllo continuo attraverso una tecnologia di misurazione accurata e affidabile.<\/p>\n<p>Leggi anche il seguente articolo del Blog: <a href=\"https:\/\/blog.wika.com\/it\/applicazioni\/il-pericolo-delle-perdite-di-idrogeno-e-come-minimizzarne-il-rischio\/\">&#8220;Il pericolo delle perdite di idrogeno e come minimizzarne il rischio&#8221;<\/a><br \/>\nPer qualsiasi ulteriore informazione non esistate a <a href=\"https:\/\/www.wika.com\/it-it\/contatti.WIKA\" rel=\"external\" target=\"_blank\">contattarci<\/a>.<\/p>\n<p><em>* Power-to-X si riferisce a percorsi che convertono, immagazzinano e riconvertono l&#8217;elettricit\u00e0 in eccesso generata da fonti solari, eoliche e altre fonti rinnovabili (energia) in un&#8217;ampia gamma di prodotti (X), come carburanti per il trasporto, prodotti chimici e calore. Utilizzato soprattutto nel Nord Europa, questo termine generico \u00e8 un&#8217;abbreviazione per trasformare l&#8217;energia verde in carburante verde.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>L&#8217;idrogeno \u00e8 fondamentale per la decarbonizzazione, sia nell&#8217;industria chimica che nei Paesi sviluppati. Tuttavia, mentre \u00e8 relativamente facile ed economico da produrre, l&#8217;H2 puro \u00e8 notoriamente difficile da trasportare e stoccare. La maggior parte dei metodi richiede alti costi operativi e\/o energetici. 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