Il magnate di produzione di ammoniaca ne è convinto

Uno dei maggiori produttori mondiali di ammoniaca nel mondo si sta preparando a incrementare la sua cosiddetta produzione di “ammoniaca verde”. Utilizzando l’energia idroelettrica con un suo impianto di ammoniaca precedentemente esistente, l’azienda norvegese Yara sta per produrre commercialmente l’ammoniaca verde.

Recentemente, Yara ha annunciato la sua partnership con Aker Horizons e la società di servizi pubblici norvegese Statkraft per la produzione di idrogeno verde nel suo impianto di Porsgrunn, Norvegia.

“L’impianto di Porsgrunn di Yara è ben impostato per la produzione e l’esportazione su larga scala, consentendo alla Norvegia di svolgere rapidamente un ruolo nell’economia dell’idrogeno“, ha detto Svein tore Holsether, presidente e CEO di Yara, secondo quanto riportato da Clean Technica.

“La costruzione di un nuovo impianto di ammoniaca e dell’infrastruttura associata è in genere un processo ad alta intensità di capitale, ma utilizzando l’attuale impianto di ammoniaca di Yara e l’infrastruttura associata a Porsgrunn, del valore di 450 milioni di dollari, il requisito di capitale totale per il progetto è significativamente ridotto rispetto a posti alternativi da edificare”.

Il gas incolore e nocivo è un composto di azoto e idrogeno e viene utilizzato per fabbricare molti prodotti comuni.

L’ammoniaca si trova naturalmente nell’aria, nel suolo, negli animali e nell’uomo.

Quando i corpi viventi scompongono gli alimenti contenenti proteine, le parti si separano in amminoacidi e ammoniaca, che viene quindi convertita in urea. Il suo uso industriale più comune è come fertilizzante – questo tipo di produzione rappresenta circa il 90% della produzione di ammoniaca.

L’ammoniaca verde è indissolubilmente legata alla tanto pubblicizzata nuova economia dell’idrogeno verde.

Poiché la disponibilità di energia rinnovabile a basso costo è aumentata, il processo di elettrolisi – ovvero quello di scissione dell’idrogeno gassoso con una corrente elettrica in acqua – è diventato più raggiungibile. “La produzione su larga scala ridurrà i costi del percorso dell’elettrolisi”, ha spiegato Holsether. Affinché l’idrogeno possa essere spedito in tutto il mondo, deve prima essere convertito in ammoniaca. Yara ha anche preso in considerazione l’idea di costruire una nave che funziona con carburante di ammoniaca.

La pasta di idrogeno che rivoluzionerà il settore dei trasporti

Un team di ricercatori del Fraunhofer Institute of Manufacturing Technology and Advanced Materials (IFAM) ha sviluppato una pasta di idrogeno che un giorno potrebbe essere utilizzata per alimentare i veicoli.

Nell’ultima fase di sviluppo, il team ha ideato questo prodotto, chiamato POWERPASTE, che potrebbe essere rivoluzionario nel settore dei trasporti.

Il prodotto è creato da una base di magnesio e sarebbe immagazzinato nei veicoli sotto forma di cartuccia. Per fare rifornimento, un conducente dovrebbe solo sostituire la cartuccia di idrogeno usata con una nuova e quindi riempie il serbatoio con acqua.

Marcus Vogt, ricercatore associato all’IFAM, ha spiegato come funziona la pasta.

“POWERPASTE immagazzina l’idrogeno in una forma chimica a temperatura ambiente e pressione atmosferica per essere poi rilasciato su richiesta”, ha detto Vogt.

I ricercatori affermano che la pasta offre un’opzione di carburante a idrogeno sicura e conveniente per i piccoli veicoli. La pasta inizia a decomporsi a 480° F (248°C), il che significa che può essere utilizzata nelle auto anche nelle regioni più calde del mondo.

Inoltre ha un’enorme densità di accumulo di energia, ha spiegato Vogt nel comunicato stampa. “È sostanzialmente superiore a quella di un serbatoio ad alta pressione da 700 bar. E rispetto alle batterie, ha una densità di accumulo di energia 10 volte superiore”.

Dato che la pasta è simile alla benzina in termini di autonomia, potrebbe essere una valida alternativa ad essa.

Di conseguenza, i ricercatori propongono l’uso della pasta nei veicoli più piccoli. Dicono anche che il suo utilizzo potrebbe anche essere esteso ai droni.

Negli ultimi anni, molte aziende e paesi hanno spostato l’attenzione sulle soluzioni energetiche basate sull’idrogeno. È proprio nel tentativo di evitare i problemi causati dai combustibili fossili che si stanno sviluppando tecnologie dell’idrogeno come POWERPASTE.

Testato un sistema sperimentale di propulsione solare

Gli scienziati del Laboratorio di Fisica Applicata della Johns Hopkins University stanno testando una maniera di sfruttare il calore del Sole per spingere una navicella spaziale fino ai confini del sistema solare o, come racconta Wired, forse ancora oltre, fino alle distese interstellari.

Secondo il team che lavora sulla tecnologia, la propulsione solare non è più un sogno lontano.

Il “simulatore solare” dell’università, un container di spedizione convertito e rivestito con migliaia di LED, potrebbe aver appena dimostrato che non è così inverosimile come sembra.

“Ciò che questo sta dimostrando è che la propulsione solare termica non è solo una fantasia“, ha detto a Wired Jason Benjoski, scienziato dei materiali presso il Laboratorio di Fisica applicata.

Studiare cosa si trova oltre l’eliopausa, il confine oltre il quale gli effetti del Sole possono essere percepiti più a lungo, è estremamente difficile.

Le uniche due astronavi artificiali ad averlo superato, le Voyager 1 e 2, hanno dovuto viaggiare per quasi mezzo secolo per dare una sbirciatina allo spazio interstellare.

Ecco perché la NASA sta lavorando con gli scienziati della John Hopkins per trovare nuovi modi per spingere i veicoli spaziali a velocità molto più elevate. L’agenzia ha annunciato la partnership nell’ottobre 2019 sostenendo che tale missione potrebbe essere lanciata già nel 2030.

È qui che entra in gioco la propulsione solare.

Piuttosto che bruciare fonti di carburante, il veicolo spaziale potrebbe essere alimentato da un motore solare termico che assorbe l’idrogeno dal Sole, lo riscalda e lo spinge fuori da un ugello per generare spinta.

Al di là delle ovvie sfide progettuali della creazione di un tale motore, un razzo solare termico dovrebbe avvicinarsi incredibilmente al Sole per ottenere una velocità sufficiente, secondo il rapporto di Wired, senza sciogliersi.

Solo pochi materiali noti agli scienziati potrebbero resistere a temperature così elevate ed essere ancora in grado di canalizzare l’idrogeno, ma Benkoski è fiducioso e ha detto a Wired che la stampa 3D del metallo potrebbe essere la chiave per costruire un simile scudo termico.

Arriva AlphaBike, una bicicletta elettrica a idrogeno che può essere ricaricata in due minuti e ha un’autonomia di 150 Km

Ci sono sempre più biciclette elettriche in giro, le possiedono anche molte città, che le mettono a disposizione di cittadini e turisti per l’affitto orario o giornaliero. Tra le tante, recentemente, ha fatto parlare di sé l’AlphaBike, una e-bike francese, alimentata da una cella a combustibile a idrogeno invece che da una batteria, che può essere ricaricata in due minuti e ha un’autonomia di 150 km. Questa bici a pedalata assistita è stata costruita secondo gli standard europei, che fanno sì che la potenza nominale massima del motore elettrico sia di 0,25 kW e che la sua velocità massima sia di 25 km/h.

L’azienda produttrice di celle a combustibile, Pragma, che ha creato l’AlphaBike, annuncia sul suo sito che si tratta di una bici pensata per un uso commerciale, «sviluppata come risposta alla domanda energetica odierna e ai problemi di mobilità ecologica». In effetti, le sue caratteristiche principali la pongono in pole position nell’uso per i noleggi turistici: eliminando le problematiche generate dalle batterie tradizionali, infatti, la ricarica sarà molto più veloce (le biciclette si possono riempire nelle stazioni di rifornimento, che producono idrogeno dall’acqua attraverso l’elettrolisi, quindi lo comprimono e lo immagazzinano – ogni stazione può rifornire 35 biciclette al giorno), una pratica che prenderà al massimo due minuti per ogni «pieno»; inoltre, il serbatoio in fibra di carbonio contiene 2 litri di gas, che permettono un’efficienza incredibile e la copertura di distanze lunghe, fino a 150 Km.

Insomma, le nuove tecnologie non fanno che permettere alle biciclette elettriche di acquistare punti, che potrebbero portare molti automobilisti a preferirle per il loro trasposto quotidiano, al posto delle quattro consumistiche ruote.

Gli scienziati hanno scoperto un metodo per produrre idrogeno dall’acqua che è quattro volte più efficiente rispetto ai metodi esistenti

Gli scienziati della Rutgers University-New Brunswick hanno raccontato, in uno studio recentemente pubblicato sulla rivista «Chem», di aver scoperto che se si rivestono con un semiconduttore di titanio delle nanoparticelle d’oro a forma di stella esse possono catturare l’energia dalla luce del sole per produrre idrogeno dall’acqua in un modo quattro volte più efficiente rispetto ai metodi esistenti. E, inoltre, hanno anche spiegato e dimostrato che il processo per la realizzazione del nuovo materiale può avvenire a bassa temperatura.

Il trucco sta tutto nelle punte della stella poiché questa forma rende possibile anche a lunghezze d’onda di luce a bassa energia nella gamma del visibile o degli infrarossi di eccitare un elettrone della nanoparticella. Quando questo accade, quando un raggio di luce «eccita» le particelle nel materiale, le punte iniettano efficientemente quell’elettrone nel semiconduttore dove può reagire con le molecole d’acqua per liberare l’idrogeno gassoso – un processo noto come fotocatalisi.

L’idrogeno, lo ricordiamo può essere utilizzato per immagazzinare l’energia solare e quindi essere bruciato per produrre energia quando il sole non splende.
Insomma, una tecnica davvero interessante e con un grande potenziale, visto che questa iniezione di elettroni caldi, oltre a generare idrogeno dall’acqua mediante fotocatalisi, potrebbe essere utile per convertire il biossido di carbonio e potrebbe avere anche altre applicazioni nell’industria solare o chimica.

Un sistema degli anni ’60 potrebbe essere la soluzione per i problemi legati all’energia eolica

In un articolo pubblicato su ScienceDaily, i ricercatori del Kansas hanno raccontato di aver sviluppato una batteria di flusso idrogeno-bromo in grado di immagazzinare elettricità durante la notte.

Il Midwest è pieno di impianti per l’energia eolica. Tuttavia, il settore si è imbattuto in un ostacolo: fino ad oggi, non esisteva un modo economico ed efficace per immagazzinare l’elettricità prodotta nelle ore notturne.

“Di notte c’è molto vento, ma la richiesta di elettricità è bassa. Le turbine, quindi, lavorano a vuoto.” ha spiegato Trung Van Nguyen, capo del gruppo di ricerca dell’Università del Kansas.

I proprietari dei parchi eolici potrebbero però immagazzinare energia durante la notte e venderla durante il giorno attraverso il dispositivo ottimizzato da loro, un sistema di accumulo di energia ad alta capacità che permetterebbe di mantenere in funzione le turbine 24 ore al giorno, massimizzando gli investimenti.

Il primo progetto risale agli anni ’60. Nguyen e il suo team hanno iniziato a lavorare sulla loro versione nel 2010, focalizzandosi sull’efficacia e sulle dimensioni, che all’inizio erano troppo impegnative.

Il più grande svantaggio di una batteria a idrogeno e bromo riguarda però la sua natura: il bromo è stato paragonato al gas cloro, in termini di effetti corrosivi. A causa del suo contenuto potenzialmente mortale, tali batterie devono essere tenute lontano da aree popolate e poste sottoterra, sigillate ermeticamente per minimizzare la possibilità di perdite.

Un passo in avanti importante, anche se presto potremmo non averne bisogno, grazie a eco-invenzioni come i dispositivi elettrici alimentati dal calore del corpo.

Pragma Industries è diventata la prima azienda a immettere sul mercato una bicicletta a idrogeno per scopi commerciali e municipali

Con sede a Biarritz, in Francia, la Pragma Industries ha creato la base per iniziare davvero qualcosa di innovativo: biciclette a idrogeno in serie. A quanto pare ci sono già ordini per 60 unità da comuni francesi come Saint Lo, Cherbourg, Chambery e Bayonne. Attualmente queste biciclette sono davvero troppo costose per il mercato commerciale, ma i costi dovrebbero scendere da 7.500 a 5.000 euro e le stazioni di ricarica dovrebbero costare circa 30.000 euro. Anche se Pragma non è l’unica azienda ad essere interessata alle biciclette a idrogeno – in molti hanno realizzato prototipi di queste bici – è di certo la prima che passa alla loro produzione in serie. 

La bici Alpha di Pragma è in grado di percorrere una distanza di 100 chilometri con un serbatoio di idrogeno da due litri: sebbene la sua autonomia sia simile a quella di una tipica bici elettrica, il tempo di ricarica è significativamente ridotto – dalle ore necessarie per una tradizionale e-bike si passa ai pochi minuti per la bici a idrogeno Alpha.

Per quanto riguarda le stazioni di ricarica, Pragma ne offre due tipi: una che utilizza l’idrolisi dell’acqua per generare idrogeno sul posto e un’altra, più economica, che fa affidamento su ricariche di idrogeno già preparato. A causa dell’alto costo, la Pragma sta attualmente commercializzando le sue biciclette solo a grandi attività commerciali e a servizi municipali come gli operatori di noleggio biciclette, le società di consegna e le flotte di biciclette cittadine o aziendali.

Dopo aver prodotto 100 di queste bici l’anno scorso, l’azienda spera di venderne almeno 150 quest’anno, grazie alla commercializzazione in paesi come Norvegia, Stati Uniti, Spagna, Italia e Germania ed espandersi sempre di più in questo nuovo mercato.

L’impianto solare galleggiante della Columbia University raccoglie l’idrogeno dall’acqua del mare

Gli ingegneri della Columbia University hanno creato un «impianto ad energia solare» che galleggia sull’oceano, cattura l’energia solare e utilizza quell’energia per estrarre l’idrogeno dall’acqua di mare.

L’idrogeno è una fonte di energia pulita, anche se i metodi per estrarlo hanno spesso dimostrato di essere troppo costosi o energivori per essere fattibili. Un tipico sistema di estrazione dell’idrogeno utilizza l’elettrolisi dell’acqua, con H2 e O2 che vengono separati inviando una corrente elettrica attraverso l’acqua e sono divisi da una membrana, che di solito è molto delicata. Il nuovo impianto solare galleggiante non utilizza una membrana, il che lo rende abbastanza resistente da poter essere utilizzato in mare aperto.

La caratteristica progettuale più importante di questo sistema è proprio la mancanza di questa membrana, che è ciò che lo rende un sistema di estrazione più efficace. Invece di incorporare la membrana, infatti, il dispositivo utilizza una struttura a maglie asimmetrica in cui gli elettrodi, con un catalizzatore su un lato, raccolgono bolle di idrogeno o ossigeno. Una volta che le bolle sono abbastanza grandi, vengono tirate in camere di raccolta separate.

Anche se il team deve ancora effettivamente testare il suo design sull’acqua del mare, gli scienziati hanno dichiarato di sentirsi molto fiduciosi nel processo. «Siamo particolarmente entusiasti del potenziale delle tecnologie dei combustibili solari a causa dell’enorme quantità di energia solare disponibile», ha detto Daniel Esposito, capo ricercatore del progetto. «La nostra sfida è trovare tecnologie scalabili ed economiche che convertano la luce solare in una forma di energia utile che può anche essere immagazzinata per i momenti in cui il sole non splende».

La nuova centrale elettrica di Toyota utilizzerà i rifiuti agricoli per dimostrare come generare idrogeno in maniera rinnovabile su larga scala

Sebbene la maggior parte dei produttori di veicoli elettrici sia alimentata da batterie, Toyota continua a puntare sul futuro della mobilità elettrica con continue incursioni nelle celle a combustibile a idrogeno. La sua ultima impresa, d’altra parte, sembra fatta apposta per trovare una soluzione per un’importante punto che riguarda i trasporti basati sull’idrogeno.

Fondamentalmente, infatti, per come è prodotto adesso, l’idrogeno è un combustibile fossile, ed è essenzialmente una batteria che è green solo se è green la fonte di energia che viene usata per «caricarla».
In questo senso è centrale la scelta di Toyota che con il suo impianto Tri-Gen, che sarà situato a Long Beach, in California, vuole dimostrare che il 100% di energia rinnovabile e locale può essere prodotto su larga scala, in questo caso, per esempio, utilizzando i rifiuti agricoli come materia prima. I rifiuti organici, che provengono principalmente dal letame di bovini da latte per questo progetto, producono metano, che viene poi immesso nelle celle a combustibile sviluppate da Fuel Cell Energy e convertito in elettricità pulita, insieme all’idrogeno.

L’impianto, una volta operativo nel 2020, dovrebbe generare circa 2,35 MW di elettricità e 1,2 tonnellate di idrogeno. Ciò consentirà alle operazioni di logistica dell’azienda presso il porto di Long Beach di funzionare con il 100% di energia rinnovabile, alimentando al contempo tutti i veicoli a celle a combustibile Toyota in arrivo attraverso il porto. La Toyota ha già costruito «una delle più grandi stazioni di rifornimento di idrogeno al mondo» presso la struttura, e la centrale Tri-Gen si alimenterà presumibilmente con quel sistema.

In Germania si costruiranno e metteranno in uso 14 treni a idrogeno entro il 2021

Mentre va avanti il passaggio dai motori diesel all’energia pulita, la società di ingegneria tedesca e francese Alstom ha firmato un accordo con la Germania che vedrà la costruzione di una serie di treni a idrogeno che entreranno in servizio a partire dal 2021.

Alstom ha dichiarato che costruirà 14 treni senza emissioni, denominati Coradia iLint, che possono percorrere 1.000 chilometri con su un serbatoio pieno di idrogeno e raggiungere una velocità massima di 140 km / h.

L’accordo e il successivo annuncio sono arrivati all’incirca nello stesso periodo in cui si stavano svolgendo discussioni sul cambiamento climatico a Bonn, in Germania. Durante questi colloqui, quasi 200 paesi si sono riuniti nel tentativo di migliorare i loro piani per il cambiamento climatico e sviluppare un accordo globale sul clima.

«Questa giornata rappresenta una vera svolta nel trasporto ferroviario e un grande cambiamento verso un sistema di mobilità pulita», ha dichiarato Gian Luca Erbacci, vicepresidente senior per l’Europa presso Alstom. «Per la prima volta in tutto il mondo, un treno regionale passeggeri alimentato a idrogeno sostituirà i treni diesel, generando emissioni zero con le stesse prestazioni di un normale treno regionale e un’autonomia fino a 1.000 km».
I veicoli alimentati a idrogeno emettono solo vapori d’acqua durante il funzionamento, questo li rende un’alternativa incredibilmente ecologica al diesel, che non produrrà emissioni nocive e non peggiorerà la situazione del riscaldamento globale.

È diventato evidente che le persone vogliono investire nelle celle a combustibile a idrogeno e questo non solo perché i costi sono minori ma anche perché è un approccio meno pericoloso per il nostro ambiente.