Idrogeno da acqua e alluminio

[venexian]

Nel sito non c'è una pagina di chimica, ma vista l'applicazione più ovvia ho aperto qui l'argomento.

Fino a oggi non ne sapevo nulla e quando un collega me ne ha parlato a pranzo, pensavo mi stesse prendendo in giro. Poi ho verificato in rete e sono ancora talmente perplesso che mi viene voglia di provare.

La reazione sarebbe questa:
1. Si fa 'reagire' alluminio metallico con Gallio formando un amalgama Al-Ga
2. Si aggiunge acqua e il miscuglio si scinde in idrogeno gassoso, ossido di alluminio, e gallio metallico

Tutto qui.

Se guardiamo da un livello più alto, è come far reagire l'alluminio con l'acqua e ottenere idrogeno 'a gratis'. La domanda sorge spontanea: perché non ci sono ancora le applicazioni pratiche? A vedere i video casalinghi, la reazione è velocissima...

Dato che l'alluminio è uno dei metalli più diffusi, l'acqua è gratis, mentre il Gallio pur essendo molto costoso funziona solo da catalizzatore...

Voi lo sapevate? (Intanto vado a comprare un po' di gallio.)

Ref: https://phys.org/news/2007-05-hydrogen-aluminum-alloy-fuel-cells.html

[IlGuru]

Visto che anche il gallio è un metallo come lo si fa reagire con l'alluminio?

[venexian]

Se noti, ho scritto 'reagire' tra apici. Ciò che si forma è un amalgama.

[richiurci]

Nel sito non c'è una pagina di chimica, ma vista l'applicazione più ovvia ho aperto qui l'argomento.

e come noi abbiamo rimesso in strada le "Elettra"... ti toccherà trovare una rarissima Seicento H2 ed entrare nel mito...

https://it.wikipedia.org/wiki/Fiat_Seicento_H2

[venexian]

Non capisco cosa c'entri quella vettura con la reazione che ho indicato.
La vettura funziona con idrogeno gassoso in bombole.

[richiurci]

Tu hai aperto il 3d nei veicoli elettrici

Come metterai l'idrogeno nelle bombole farà parte del tuo esperimento...

[venexian]

Anche qui, ciance a iosa, solo per parlare, senza neppure prendersi la briga di leggere il link indicato nel post di apertura.

L'innovazione introdotta con l'utilizzo dell'amalgama Al-Ga sta proprio nello stoccaggio del combustibile in fase solida, evitando la necessità di immagazzinare l'idrogeno.

Ti vuoi far passare come il riferimento assoluto sulla mobilità elettrica, ma non è che se qualcun altro ne parla, ti porti via il giocattolo. Stai sereno.

[richiurci]

Anche qui il tuo solito carattere [...]...evidentemente hai sbagliato sezione, se poi non accetti la minima divagazione scherzosa in un 3d OT che posso dirti...buon prosieguo

[venexian]

Per chi fosse interessato alla parte tecnica, più che ai commenti inutili, scurrili e maleducati, qui c'è un articolo del MIT sull'argomento.

https://www.technologyreview.com/s/408615/a-better-way-to-make-hydrogen

Sempre dall'articolo, un'immagine dell'amalgama Al-Ga che ha l'apparenza di una roccia friabile.

fuelcell_bk_x220.jpg (13.14 KiB) Osservato 6040 volte

A dispetto dei guanti indossati nella foto, la lega è assolutamente atossica e tutto il ciclo non presenta alcun rischio ambientale, il che è già di per se stupefacente.

Gli elementi che prendono parte alla reazione sono l'alluminio e l'acqua, che tutti conoscono perfettamente e il Gallio, elemento quasi sconosciuto.

Utilizzato solo nell'industria elettronica per sintetizzare l'arseniuro di gallio, un semiconduttore per la realizzazione di componenti ultraveloci, da una decina di anni ha visto moltiplicare per 100 il suo impiego. Dove? Nella sostituzione del mercurio nei termometri clinici. In lega con l'indio e con lo stagno, il gallio forma una lega eutettica che solidifica a -19 °C, adatta a sostituire il mercurio in quasi tutte le applicazioni. Da quando i termometri a mercurio sono stati banditi, il gallio ha avuto un incremento verticale nella produzione, proprio perché assolutamente atossico.

L'intero ciclo che prevede la trasformazione di acqua e alluminio in idrogeno e ossido di alluminio, di idrogeno e ossigeno gassosi in elettricità (cella a combustibile), e il riciclo dell'ossido di alluminio in alluminio metallico e ossigeno gassoso non genera alcun sottoprodotto tossico e neppure anidride carbonica (per quanto dubbio sia oggi il suo peso nella questione ambientale).

Per avere un'idea quantitativa della reazione di cui stiamo parlando, questo è un video interessante.



Uno dei maggiori punti a favore di questo ciclo, rispetto all'accumulo elettrochimico, è il rapporto energia immagazzinata / peso, di poco inferiore rispetto alla benzina. In altre parole, sarebbe risolto il problema dell'autonomia dei veicoli elettrici, e il rifornimento sarebbe immediato, com'è ora con gli idrocarburi.

Perché non si è ancora diffuso? Per il costo. L'alluminio e il suo riciclo portano il costo dell'energia immagazzinata in questo modo ad essere circa quattro volte più costosa della benzina, impossibile la competizione. Sembra però essere l'unico fattore negativo e questo potrà modificarsi nel prossimo futuro più rapidamente di quanto si possa immaginare.

Il problema dello sviluppo di una rete di distribuzione dell'energia elettrica destinata alla ricarica di un futuro parco di veicoli elettrici, per lo più concentrati nelle aree residenziali delle grandi città, comparato a grandi centri di conversione di allumina in alluminio presso le zone di produzione di energia elettrica (offshore per l'eolico, zone desertiche per il solare) è certamente più facilmente realizzabile.

Ho sempre visto la distribuzione dell'energia come il più grande freno alla mobilità elettrica. Questa soluzione, tanto semplice da poter essere riprodotta sul tavolo della propria cucina, potrebbe essere il famoso uovo di Colombo.

[brabus]

Interessante.

Mi ricorda molto l'esperimento domestico con alluminio e soda caustica, senza gallio. Mi domando se stiamo parlando di un processo simile.

Mi domando anche quale sia l'efficienza in termini di Joule per chilogrammo di reagente consumato; qualcuno più bravo di me in chimica può buttar giù due conti?