La scienza era come un romanzo misterioso per me. Molte delle domande poste si sono rivelate matematiche o scientifiche e da bambino non mi piacciono mai questi argomenti. Ma, li ho sempre sognati e studiati senza mai rendermene conto. Quindi in un certo senso ho vissuto ciò che odiavo e amavo il modo in cui vivevo.
Nel mondo di oggi stiamo studiando combustibili per il futuro. Ma nella scienza per fare questo dobbiamo studiare il passato per renderlo plausibile nel mondo odierno del combustibile a idrogeno e delle celle a combustibile a idrogeno.
Quindi guardiamo e leggiamo la storia di questa sostanza.
1776 L’idrogeno fu identificato per la prima volta come elemento distinto dallo scienziato britannico Henry Cavendish dopo aver evoluto l’idrogeno gassoso facendo reagire il metallo di zinco con acido cloridrico. In una dimostrazione alla Royal Society di Londra, Cavendish ha applicato una scintilla al gas idrogeno che produce acqua. Questa scoperta ha portato alla sua scoperta successiva che l’acqua (H2O) è fatta di idrogeno e ossigeno.
1788 Sulla base delle scoperte di Cavendish, chimico francese Antoine Lavoisier ha dato idrogeno il suo nome, che deriva dalle parole greche—”idro” e “geni”, che significa “acqua” e “nato da.”
Nel 1800 gli scienziati inglesi William Nicholson e Sir Anthony Carlisle scoprirono che l’applicazione di corrente elettrica all’acqua produceva idrogeno e gas di ossigeno. Questo processo è stato poi definito ” elettrolisi.”
1838 L’effetto delle celle a combustibile, che combina idrogeno e gas di ossigeno per produrre acqua e una corrente elettrica, fu scoperto dal chimico svizzero Christian Friedrich Schoenbein.
1845 Sir William Grove, uno scienziato e giudice inglese, dimostrò la scoperta di Schoenbein su scala pratica creando una “batteria a gas.”Si guadagnò il titolo di” Padre della cella a combustibile” per il suo successo
1874 Jules Verne, un autore inglese, esaminò profeticamente il potenziale uso dell’idrogeno come combustibile nella sua popolare opera di narrativa intitolata The Mysterious Island.
1889 Ludwig Mond e Charles Langer tentarono di costruire il primo dispositivo a celle a combustibile usando aria e gas di carbone industriale. Hanno chiamato il dispositivo una cella a combustibile.
1920 ingegnere tedesco, Rudolf Erren, convertito i motori a combustione interna di camion, autobus e sottomarini per utilizzare idrogeno o miscele di idrogeno. Scienziato britannico e scrittore marxista, J. B. S. Haldane, ha introdotto il concetto di idrogeno rinnovabile nel suo articolo Science and the Future proponendo che ” ci saranno grandi centrali elettriche dove durante il tempo ventoso la potenza in eccesso sarà utilizzata per la decomposizione elettrolitica dell’acqua in ossigeno e idrogeno.
1937 Dopo dieci voli transatlantici di successo dalla Germania agli Stati Uniti, l’Hindenburg, un dirigibile gonfiato con gas idrogeno, si schiantò al momento dell’atterraggio a Lakewood, nel New Jersey. Il mistero dell’incidente è stato risolto nel 1997. Uno studio ha concluso che l’esplosione non era dovuta al gas idrogeno, ma piuttosto a una scarica elettrica statica legata al tempo che ha acceso il rivestimento esterno in tela color argento del dirigibile che era stato trattato con gli ingredienti chiave del combustibile solido per razzi.
1958 Gli Stati Uniti formarono la National Aeronautics and Space Administration (NASA). Il programma spaziale della NASA attualmente utilizza l’idrogeno più liquido in tutto il mondo, principalmente per la propulsione a razzo e come combustibile per le celle a combustibile.
1959 Francis T. Bacon dell’Università di Cambridge in Inghilterra costruì la prima pratica cella a combustibile idrogeno-aria. Il sistema da 5 kilowatt (kW) alimentava una saldatrice. Ha chiamato il suo design a celle a combustibile il ” Bacon Cell.”Più tardi quell’anno, Harry Karl Ihrig, un ingegnere per la Allis—Chalmers Manufacturing Company, ha dimostrato il primo veicolo a celle a combustibile: un trattore da 20 cavalli. Le celle a combustibile a idrogeno, basate sul design di Francis T. Bacon, sono state utilizzate per generare elettricità, calore e acqua a bordo degli astronauti a bordo della famosa navicella Apollo e di tutte le successive missioni dello space shuttle.
1970 L’elettrochimico John O’M. Bockris coniò il termine “economia dell’idrogeno” durante una discussione al General Motors (GM) Technical Center di Warren, Michigan. In seguito ha pubblicato Energia: l’alternativa solare-idrogeno, descrivendo la sua economia idrogeno immaginato in cui le città degli Stati Uniti potrebbero essere forniti con energia derivata dal sole.
1972 Il Gremlin del 1972, modificato dall’Università della California a Los Angeles, partecipò al concorso Urban Vehicle Design del 1972 e vinse il primo premio per le emissioni di scarico più basse. Gli studenti hanno convertito il motore a combustione interna del Gremlin per funzionare con idrogeno fornito da un serbatoio di bordo.
1973 L’embargo petrolifero dell’OPEC e il conseguente shock dell’offerta suggerirono che l’era del petrolio a basso costo era finita e che il mondo aveva bisogno di combustibili alternativi. È iniziato lo sviluppo di celle a combustibile a idrogeno per applicazioni commerciali convenzionali.
1974 National Science Foundation trasferisce il programma Federal Hydrogen R&D al Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. Il professor T. Nejat Veziroglu dell’Università di Miami, FL, ha organizzato la Hydrogen Economy Miami Energy Conference (THEME), la prima conferenza internazionale tenuta per discutere l’energia dell’idrogeno. Dopo la conferenza, gli scienziati e gli ingegneri che hanno partecipato alla conferenza tematica hanno formato l’Associazione internazionale per l’energia dell’idrogeno (IAHE).
1974 Agenzia internazionale per l’energia (AIE) è stata istituita in risposta alle perturbazioni del mercato petrolifero globale. Le attività dell’AIE comprendevano la ricerca e lo sviluppo di tecnologie energetiche a idrogeno.
1988 L’Ufficio di progettazione dell’Unione Sovietica Tupolev convertì con successo un jet commerciale TU-154 da 164 passeggeri per azionare uno dei tre motori del jet a idrogeno liquido. Il volo inaugurale è durato 21 minuti.
1989 La National Hydrogen Association (NHA) si è formata negli Stati Uniti con dieci membri. Oggi, la NHA ha quasi 100 membri, tra cui rappresentanti delle industrie automobilistiche e aerospaziali, federali, statali e locali governi e fornitori di energia. È stato anche creato il Comitato tecnico per le tecnologie dell’idrogeno dell’Organizzazione internazionale per la standardizzazione.
1990 Il primo impianto di produzione di idrogeno ad energia solare al mondo a Solar-Wasserstoff-Bayern, un impianto di ricerca e sperimentazione nel sud della Germania, è diventato operativo. Uniti. Il Congresso ha approvato la Spark M. Matsunaga Hydrogen, Research, Development and Demonstration Act (PL 101-566), che prescriveva la formulazione di un piano di gestione e implementazione di 5 anni per la ricerca e lo sviluppo dell’idrogeno negli Stati Uniti.
L’Hydrogen Technical Advisory Panel (HTAP) è stato incaricato dalla legge Matsunaga di garantire la consultazione e il coordinamento della ricerca sull’idrogeno. Il lavoro su una cella a combustibile a membrana a scambio di protoni (PEM) alimentata a metanolo da 10 kilowatt (kW) è iniziato attraverso una partnership tra cui GM, Los Alamos National Laboratory, Dow Chemical Company e lo sviluppatore canadese di celle a combustibile, Ballard Power Systems.
1994 Daimler Benz ha presentato il suo primo veicolo a celle a combustibile NECAR I (New Electric CAR) in una conferenza stampa a Ulm, in Germania.
1997 Ingegnere NASA in pensione, Addison Bain, ha sfidato la convinzione che l’idrogeno ha causato l’incidente Hindenburg. L’idrogeno, ha dimostrato Bain, non ha causato l’incendio catastrofico ma piuttosto la combinazione di elettricità statica e materiale altamente infiammabile sulla pelle del dirigibile. La casa automobilistica tedesca Daimler-Benz e Ballard Power Systems hanno annunciato una collaborazione di ricerca da 300 milioni di dollari sulle celle a combustibile a idrogeno per il trasporto.
1998 L’Islanda ha presentato un piano per creare la prima economia dell’idrogeno entro il 2030 con Daimler-Benz e Ballard Power Systems.
1999 La Royal Dutch / Shell Company si è impegnata per un futuro dell’idrogeno formando una divisione idrogeno. Le prime stazioni di rifornimento di idrogeno in Europa sono state aperte nelle città tedesche di Amburgo e Monaco.
Un consorzio di istituzioni islandesi, guidato dal gruppo finanziario New Business Venture Fund, ha collaborato con Royal Dutch / Shell Group, DaimlerChrysler (una fusione di Daimer Benz e Chrysler) e Norsk Hydro per formare l’islandese Hydrogen and Fuel Cell Company, Ltd. per promuovere l’economia dell’idrogeno in Islanda.
2000 Ballard Power Systems ha presentato la prima cella a combustibile PEM pronta per la produzione al mondo per applicazioni automobilistiche al Salone dell’Auto di Detroit.
2003 Il presidente George W. Bush ha annunciato nel suo discorso sullo Stato dell’Unione del 2003 un’iniziativa di carburante a idrogeno da 1,2 miliardi di dollari per sviluppare la tecnologia per celle a combustibile alimentate a idrogeno commercialmente valide, in modo tale che “la prima auto guidata da un bambino nato oggi potrebbe essere alimentata da celle a combustibile.”
2004 Il segretario all’energia statunitense Spencer Abraham ha annunciato oltre 350 milioni di dollari dedicati alla ricerca sull’idrogeno e ai progetti dimostrativi di veicoli. Lo stanziamento ha rappresentato quasi un terzo dell’impegno del presidente Bush di 1,2 miliardi di dollari per la ricerca nelle tecnologie dell’idrogeno e delle celle a combustibile. Il finanziamento comprende oltre 30 organizzazioni leader e più di 100 partner selezionati attraverso un processo di revisione competitiva.
2004 Il primo sottomarino alimentato a celle a combustibile al mondo viene sottoposto a prove in acque profonde (marina tedesca).
2005 Ventitré stati negli Stati Uniti hanno iniziative sull’idrogeno in atto.
Today-2050 Future Vision
In futuro, l’acqua sostituirà i combustibili fossili come risorsa primaria per l’idrogeno. L’idrogeno sarà distribuito attraverso reti nazionali di condutture di trasporto dell’idrogeno e stazioni di rifornimento. L’energia dell’idrogeno e la potenza delle celle a combustibile saranno pulite, abbondanti, affidabili, convenienti e parte integrante di tutti i settori dell’economia in tutte le regioni degli Stati Uniti
Interessati a saperne di più?
Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti www.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells