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Le procedure chimiche note come iniezione d'idrogeno nel combustibile (in inglese "Hydrogen Fuel Injection", con acronimo "HFI") sono una serie di processi che comprendono varie tecnologie, come ad esempio l'utilizzo di miscele di idrogeno molecolare/metano (idrometano), oppure idrogeno molecolare/ottano atte a migliorare la combustione nei motori a combustione interna, specialmente a benzina, mediante l'utilizzo di idrogeno aggiunto al combustibile oppure generato dallo stesso motore grazie alla corrente prodotta da un alternatore e un rettificatore (trasformatore della corrente alternata in corrente continua).

StoriaModifica

IdrogenoModifica

Fu William Robert Groove che scoprì come si poteva estrarre l'idrogeno dall'acqua attraverso l'elettrolisi nel 1839.

Il 9 aprile 1918, Charles Frazer elaborò l'invenzione di William Grove e brevettò il primo motore a idrogeno con il seguente numero di brevetto: 1262034.[1]

Benzina/idrogenoModifica

Nei primi anni settanta il Jet Propulsion Laboratory della NASA pubblica una serie di articoli sui benefici dell'aggiunta d'idrogeno nella combustione di idrocarburi nei motori termici convenzionali. Il sistema HFI della NASA genera idrogeno durante la marcia e lo aggiunge alla benzina (costituita prevalentemente da isoottano, ma anche da benzene, cicloesano, n-decano, toluene, ecc.), creando una miscela di combustibile con un comportamento paragonabile ad un migliore numero di ottano. Si ottiene una migliore combustione; che comporta l'aumento della potenza, la riduzione dei consumi e un minore inquinamento. Inoltre aumenta la durata del motore dal momento che riduce i depositi carboniosi (antraceni e fullereni) nei cilindri e nei condotti di scarico, dovuti all'incompleta combustione dei carburanti.

Il sistema di generazione dell'idrogeno proposto dalla NASA utilizza l'elettricità dell'alternatore, per produrre ossigeno e idrogeno grazie a l'elettrolisi dell'acqua. Il consumo è paragonabile a quello provocato dai fanali tradizionali, ma viene compensato da migliorie nella combustione.

Un altro meccanismo proposto nel 1978 prevede di riscaldare a 75-150°C una soluzione acida (a pH 4) di EDTA (un chelante utilizzato anche nelle lenti a contatto) contenente una finissima polvere di nichel. Si ha lo sviluppo di idrogeno gassoso. Come fonte di calore si può utilizzare il gas di scarico dalla marmitta catalitica e inizialmente si potrebbe impiegare una resistenza elettrica. [2]

Idrometano (metano/idrogeno) Modifica

L'Idrometano è una miscela in fase gassosa, composta da idrogeno (fino al 30%) e metano. Questa miscela è utilizzata anche come carburante nei motori a combustione interna per vari mezzi di trasporto, ed ha il vantaggio di una più rapida ignizione, dal momento che l'idrogeno provoca l'accelerazione del fronte di fiamma, portando ad una più completa combustione. Lo si reputa in grado di abbattere del 50% le emissioni di ossido di azoto e di monossido di carbonio.[3][4]

La tecnologia si è molto evoluta da allora. L'installazione di questo prodotto sugli autoveicoli (auto e camion benzina/gasolio), come ad esempio nella Fiat Qubo, permette un risparmio nei costi di percorrenza sulla benzina fino al 50% (il metano è molto più economico della benzina, anche se la minore densità energetica riduce l'autonomia a valori tra il 35% e il 50%). Rispetto al Diesel si ha anche una riduzione delle emissioni di polveri sottili del 90%. [5]

Da un litro di acqua infatti si generano 1358 metri cubi di idrogeno e 0,679 metri cubi di ossigeno. Il gas prodotto, erroneamente definito HHO, va ad aggiungersi alla combustione del carburante e dell'ossigeno migliorando l'efficienza del motore e riducendo consumi ed inquinamento.

Applicazioni in Italia Modifica

  • Il 20 novembre 2006 a Rimini alla fiera Ecomondo è stato presentato uno scooter alimentato ad idrometano.[6]
  • Nel 2006 La Regione Emilia-Romagna, l'Enea e Aster (consorzio tra Regione Emilia-Romagna, Università, Enti di Ricerca e Imprese) hanno avviato la sperimentazione sull'idrometano per autobus per il trasporto pubblico urbano. La sperimentazione, realizzata su due autobus urbani delle aziende dei trasporti ATM Ravenna e ATR Forlì, ha esplorato empiricamente la possibilità di impiegare miscele differenti di metano ed idrogeno, con risultati molto incoraggianti. A seguire, dal 2009 è attivo il "progetto MHyBus", finanziato dalla Commissione Europea, che ha l'obiettivo di indagare scientificamente il comportamento di un autobus per trasporto urbano, alimentato con una miscela di idrometano al 15% di idrogeno. Al progetto lavorano Regione Emilia-Romagna, ENEA, ATM Ravenna, SOL ed ASTER. Oltre alla verifica di emissioni ed efficienza del motore, il progetto si prefigge di ottenere l'autorizzazione a circolare in esercizio ed ha per questo istituito un tavolo tecnico con il Centro Prove Autoveicoli di Bologna.
  • Nel settembre 2007 La Fiat ha presentato la "concept car" Fiat Panda Aria, dotata di un motore bicilindrico da 900 cc. in grado di marciare con una miscela di metano e idrogeno (al 30%)[7], con emissioni di 69 g/km di CO2 e possibilità di tornare alla benzina, grazie al motore flex-fuel[8]. Il progetto incorpora molte altre "tecnologie verdi", come la riduzione di peso grazie all'utilizzo di pannelli in eco-resina trasparente, alluminio in alcune strutture portanti, sedili rivestiti di cotone, imbottiture in fibra di cocco e altri accorgimenti ecologici.
  • La prima rete distributiva al mondo di idrometano nascerà a maggio 2008 in Puglia con un progetto della Regione Puglia (iniziativa del governatore Nichi Vendola), del ministero dell'ambiente e dell'Università dell'idrogeno. Il progetto è di 3 anni con un investimento di 5 milioni di euro. L'idrogeno sarà prodotto da fonti rinnovabili in loco. Inoltre sarà attivo un servizio taxi in tutta la regione basato sull'idrogeno, celle a combustibile e motori elettrici.[9][10][11]

NoteModifica

  1. Foto del brevetto: http://site.aqua4gassite.com/images/1918a.png
  2. Method for generating hydrogen - United States Patent 4588577
  3. http://www.repubblica.it/2006/11/motori/novembre-2006/scooter-idrometano/scooter-idrometano.html
  4. http://www.aster.it/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=297
  5. Fiat Qubo Natural Power
  6. REPUBBLICA.IT - MOTORI:Lo scooter diventa pulito con l'idrometano
  7. QUATTRORUOTE: Articolo del 2007 sulla Fiat Panda Aria
  8. OMNIAUTO.IT: Fiat Panda Aria, 69 g/km di CO2 e motore bicilindrico flex-fuel
  9. http://www.repubblica.it/2008/04/sezioni/ambiente/rifkin-idorgeno-italia/rifkin-idrogeno-italia/rifkin-idrogeno-italia.html
  10. http://www.tarantosociale.org/tarantosociale/a/25731.html
  11. QUATTRORUOTE: L'IDROMETANO PARTE DALLA PUGLIA

Voci correlateModifica

Collegamenti esterniModifica

Fonti Modifica



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