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Dall'economia del carbonio all'economia dell'idrogeno: produzione del gas e suo utilizzo in fuel cells.

Estratto della Tesi di Giacomo Galli

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13 1.2 La chimica. L’idrogeno è il primo elemento nella tavola periodica. L’atomo ha un nucleo costituito da un solo protone, attorno al quale orbita un elettrone. È un elemento fortemente reattivo: per questa ragione non si trova normalmente allo stato atomico, ma sottoforma di molecole formate da due atomi di idrogeno legati tra di loro (H ₂). In natura le molecole di idrogeno esistono in due forme; tali forme sono differenziate dal senso di rotazione dello spin nucleare dei due atomi. La forma molecolare in cui gli spin hanno lo stesso verso è chiamata orto-idrogeno, mentre quella caratterizzata da spin con verso opposto è chiamata para-idrogeno (Fig.1.1). La composizione della miscela di orto-para- idrogeno varia al variare della temperatura, arrivando al 100% di para-idrogeno alle bassissime temperature, quali quelle dell’idrogeno liquido (20,28 K). La conversione da orto- a para-idrogeno è accompagnata da liberazione di energia (703 J/g a 20 K): tale caratteristica pone dei problemi in quanto, se delle molecole di orto-idrogeno sono presenti dopo il processo di liquefazione, quest’ energia può essere rilasciata durante lo stoccaggio mediante evaporazione (boil off ), la quale può arrivare al 50% del liquido ed è fortemente indesiderata. L’idrogeno può essere prodotto sotto forma di gas (gas hydrogen, GH2), di liquido (liquid hydrogen, LH2) e anche di ‘melma’ (composizione solido-liquido; slush hydrogen, SLH2). Nella forma di ‘melma’ esso è composto da un miscuglio di idrogeno liquido e solido alla temperatura del punto triplo (13,8 K). Attualmente soltanto l’industria aerospaziale è interessata allo slush hydrogen sia per il fatto che i contenitori per questo tipo di combustibile sono più leggeri, sia per motivi di sicurezza insiti nell’utilizzo di un combustibile, essenzialmente solido, rispetto a un combustibile liquido o gassoso. Nonostante in natura l’idrogeno sia l’elemento più abbondante (si stima che circa il 75-90% della materia dell’Universo sia idrogeno in forma atomica o molecolare e si sa che il Sole è composto per il 30% da idrogeno atomico), la sua presenza sulla terra in forma libera è estremamente ridotta e può trovarsi come componente apprezzabile solo in gas endogeni, esalati da vulcani, fumarole e da altri fenomeni geotermici; quindi l’idrogeno non è una fonte di energia primaria ma deve essere prodotto con processi chimici, fisici o biologici che richiedono uso di energia.
Estratto dalla tesi: Dall'economia del carbonio all'economia dell'idrogeno: produzione del gas e suo utilizzo in fuel cells.

Estratto dalla tesi:

Dall'economia del carbonio all'economia dell'idrogeno: produzione del gas e suo utilizzo in fuel cells.

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Informazioni tesi

  Autore: Giacomo Galli
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Energetica
  Relatore: Carlo Stramigioli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 89

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biomassa
fuel-cell
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energie rinnovabili
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