Gennaio e idrogeno hanno qualcosa in comune. Uno è il primo mese dell’anno, l’altro è il primo elemento della tavola periodica, che troviamo affissa sulle pareti di quasi tutti i laboratori di chimica. L’Onu, proprio per sottolinearne l’importanza e celebrare il suo 150° anniversario, ha proclamato il 2019 l’anno internazionale della tavola periodica, creata nel 1869 dal chimico russo Dimitri Mendeleev.

L’idrogeno, considerato il suo numero atomico 1, quasi ci obbliga ad associarlo con il primo mese dell’anno appena iniziato. E così facciamo perchè l’anno che inizia avrà, sotto il profilo scientifico per i CHIMICI e per i FISICI il suo culmine nel nostro Convegno proprio dedicato ai 150 anni della Tavola Periodica. E proprio per tale motivo abbiamo scelto di “dedicargli una nota” nella prima newsletter dell’anno celebrativo.

Un pò di storia…Il suo nome deriva dal greco e significa “generatore di acqua”: questo elemento è infatti presente anche nell’acqua, ma anche in tutti i composti organici e negli organismi viventi.

L’idrogeno è l’elemento più leggero e più abbondante dell’intero universo conosciuto, ma sulla Terra non lo si può trovare allo stato libero e molecolare bensì combinato con altri elementi chimici. Allo stato elementare si presenta come un gas inodore, incolore e altamente infiammabile, mentre nell’universo si trova sotto forma di plasma (sostanza che compone le stelle). Come abbiamo detto, sulla Terra è pressoché impossibile trovarlo allo stato puro: è quindi indispensabile produrlo e per farlo esistono due metodi, che prevedono entrambi la separazione degli atomi di idrogeno da altre sostnze: si può ricavare dagli idrocarburi e dai combustibili fossili o dall’acqua mediante il processo di elettrolisi. La produzione di questo elemento avviene soprattutto mediante la separazione degli atomi di idrogeno dagli atomi di carbonio presenti negli idrocarburi (petrolio, carbone, gas naturale): questo, pur essendo il metodo più produttivo, risulta anche il più inquinante a livello atmosferico e ambientale. La produzione dell’idrogeno mediante il processo di elettrolisi sarebbe il metodo più “pulito” poiché permetterebbe di sfruttare le fonti di energia rinnovabile, ma ad oggi risulta anche il più costoso.

Il principale e più importante “ruolo” giocato oggi dall’idrogeno è nella sintesi dell’ammoniaca, ma il suo utilizzo molto rapidamente si sta estendendo alla raffinazione di combustibile, alla scissione dell’idrogeno (idrocracking) e all’eliminazione dello zolfo.

Dando un’occhiata alle quantità di idrogeno che vengono consumate, sono enormi quelle che finiscono nei processi finalizzati alla fabbricazione di prodotti chimici organici. Lo stesso vale per quelle che lo vedono alla base di combustibili per i razzi, insieme ad ossigeno o fluoro, e come propellente per i razzi azionati dall’energia nucleare. L’idrogeno, infatti, pare che si presti bene ad essere utilizzato come combustibile o nelle celle a combustibile, ma ambisce anche a diventare una importante fonte alternativa di carburante.

Perché allora non vengono prodotti veicoli alimentati ad idrogeno? È possibile che questo sarà il futuro nel settore automobilistico, ma molto probabilmente prima vedremo circolare le auto elettriche. Produrre idrogeno senza impiegare gli idrocarburi e i combustibili fossili è infatti ancora altamente dispendioso, quindi dovremo attendere un bel po’ di tempo prima che vengano messi a punto dei metodi produttivi convenienti. Un altro limite allo sviluppo dell’idrogeno come combustibile per automobili è da rintracciare nelle stazioni di servizio: abbiamo visto essere un problema anche per i veicoli elettrici, figuriamoci per quelli alimentati ad idrogeno! Tuttavia, considerando la rapidità con cui il settore sta avanzando e si sta specializzando, non è detto che entro qualche anno non si inizino a trovare sul mercato delle automobili alimentate ad idrogeno: se così fosse, sarebbe un bel passo in avanti.