Idrogeno da acqua e alluminio

[venexian]

@boiler
In [13] parli di 'lega metallica', presumo sia esclusa l'acqua. Il gallio, compreso nella lega, incide comunque in piccola parte nella massa totale.

Ad ogni modo, è corretto prevedere due distinte efficienze: una economica, basata sulla massa del solo alluminio, l'altra (che potremmo definire efficienza di massa) che comprende tutti i reagenti e il catalizzatore, per confrontare i pesi del 'pieno' con benzina e accumulatori elettrici.

Riguardo alle varie reazioni possibili, mi sembra corretto calcolarle separatamente, valutare il min/max e poi pesare eventualmente i risultati se si dispone di ulteriori informazioni.

[venexian]

Iniziamo con il mettere alcuni punti fermi:
Le reazioni possibili sono:





Questo significa che da due atomi di alluminio si ottengono sempre tre molecole di idrogeno.
L'efficienza economica quindi non cambia, cambia solo la differente massa di acqua da portarsi dietro.

Se la stechiometria non mi ha abbandonato, per fare un chilo di idrogeno servono nove chili di alluminio e rispettivamente 18, 12 e 9 kg di acqua.

Qualcuno può verificare?

[Jackd]

allora non mi ricordavo prorprio male del tutto

Per avere un idea della produzione dell'alluminio, il processo Hall-Heroult è uno dei piu diffusi, (da paragrafo 3.2 in poi) http://www.ing.unitn.it/~colombo/ALLUMINIO%20PRODUZIONE/Pagina%20web.htm

[venexian]

Sì, praticamente centrato.
Hai anche informazioni sul costo energetico di conversione allumina/alluminio?

Il costo dell'idrogeno al distributore è attualmente circa 10 Euro/kg. La produzione con l'alluminio avrebbe un costo circa doppio. Ovvio che il residuo (allumina) ha un valore non trascurabile e deve essere considerato nell'economia del sistema.

[venexian]

Se prendiamo a riferimento un'auto ibrida a idrogeno (con celle a combustibile) come la Honda Clarity, una Sedan 5 posti da 5 metri con 177 cavalli, notiamo che ha un'autonomia di 650 km con a bordo 5 kg di idrogeno (55 000 norma-litri) in bombole pressurizzate a 700 bar (... mamma mia...).

Lo stesso risultato si otterrebbe con 45 kg di lega di alluminio e 45-90 kg di acqua. La massa del combustibile sarebbe allora 90-135 kg, meno del 10 % della massa del veicolo.

Mi sbaglierò, ma a me sembra una strada incredibilmente vantaggiosa: emissioni nulle, leggerezza, immediatezza del rifornimento e sopratutto SICUREZZA, sia per le auto in circolazione, ma sopratutto per le stazioni di rifornimento e i mezzi per far arrivare loro l'idrogeno in pressione.

Perché questa tecnologia è praticamente sconosciuta?

[fpalone]

Credo che oltre ai pesi bisognerebbe anche considerare i volumi del reattore, che si aggiungerebbero ai già non modesti ingombri delle fuel cell.
Dal punto di vista del rendimento energetico la cosa non è propriamente un grande affare: per ottenere 1 kg di alluminio da 1 kg di bauxite (che è in buona parte idrossido di alluminio) servono circa 15 kWh.
Servono 9 kg di alluminio per ottenere 1 kg di idrogeno, anche considerando rendimenti unitari.
1 kg di idrogeno ha un PCI di circa 33 kWh, quindi ho usato 135 kWh di energia elettrica per produrre alluminio e ne otterrò meno di 33 dall'idrogeno che ho generato. Anche trascurando tutte le perdite del processo (rendimento reattore, della fuel cell ecc...) il rendimento è meno del 25%.

[venexian]

Bisogna comparare quel 25 % con le altre soluzioni.
Restando sull'idrogeno, quant'è il rendimento della sua produzione, distribuzione e stoccaggio lungo tutta la catena? Una volta avuto il numero si può dare un peso alla questione sicurezza.

Riguardo ai volumi, la Honda citata in [26], per 5 kg di idrogeno utilizza due bombole in fibra di carbonio/alluminio per un totale di 140 litri (di portata) che possiamo stimare in 200 litri di ingombro totale. Nel caso peggiore, 45 kg di lega e 90 litri d'acqua stanno tranquillamente nei 200 litri occupati dalle bombole. Le celle a combustibile ci sono comunque, sempre restando a parlare di ibrido-idrogeno.

[lodovico]

...scusatemi se mi intrometto con un post che in questo contesto e' un po OT, ma non del tutto...
ho questo dubbio: per caso il rinnovato interesse per la chimica deriva dal mio thread sull'argentatura degli specchi/plastica?
in tal caso, se questo idrogeno da acqua e alluminio portera' alla scoperta del secolo, vogliate poi ricordarmi inviandomi qualche spicciolo cosi' che io possa acquistare lo specchio gia fatto

[EcoTan]

la reazione stessa, essendo esotermica

Forse molto esotermica? L'alluminio si usa per fondere le rotaie.