Col Recovery Fund l’idrogeno è ormai diventato l’elemento chimico protagonista del panorama energetico europeo per i prossimi anni (408 miliardi stanziati per l’idrogeno dalla UE al 2025, di cui 8 miliardi solo in Italia).
Finora, per utilizzare l’idrogeno, erano note le fuel cells (celle a combustibile) che da tempo costituiscono la soluzione più famosa per produrre energia in modalità cogenerativa: prevalentemente energia elettrica (con rendimento elettrico 55 %) oltre ad una frazione in calore, come acqua calda (rendimento termico 15 %). Le fuel cells però non sono adatte quando prevale la necessità di calore rispetto alla generazione di corrente elettrica.
Hydro, prodotto dalla ditta toscana Energy Hydrogen, propone una soluzione innovativa diversa perchè integra la produzione di un’elevata quantità di calore e di energia elettrica mediante una tecnologia brevettata basata su principi diversi da quello delle fuel cells.
Vediamo la differenza.
Le reazioni delle fuel cells sono esclusivamente di tipo chimico.
H2 + Pt (cat.re ) —–à H+ (protone) + e- = elettrone (corrente elettrica) + acqua calda (la reazione avviene grazie ad un catalizzatore, di norma platino)
Nel sistema Hydro le reazioni sono di tipo chimico-fisico con interazioni fra particelle subatomiche:
Innesco elettrico + HHO + acqua + etanolo –> interazioni elevata esotermicità —> Vapore a 600 °
La cella di fusione brevettata Hydro produce calore grazie a speciali dinamiche chimico-fisiche controllate. L’output energetico si ottiene anche da interazioni che riguardano le particelle subatomiche degli atomi del syngas impiegato.
Il sistema Hydro che fino a 5 anni fa era un sogno del titolare, ing. Bertelli, ora è una realtà. L’idrogeno di partenza (contenuto in un syngas di idrogeno + ossigeno) interagisce con l’acqua in una speciale camera di fusione brevettata. I dettagli del funzionamento della cella di fusione sono ovviamente riservati: le interazioni (controllate e protette) dell’idrogeno con i suoi isotopi si traducono in una elevata esotermicità che porta istantaneamente l’acqua allo stato di vapore ad altissima temperatura.
Il sistema funziona utilizzando pochissima energia elettrica per l’innesco iniziale. Hydro riesce a “moltiplicare” questa energia da una configurazione energetica di partenza basata su idrogeno contenuto nel syngas in piccola quantità (40 grammi di idrogeno). L’energia entalpica (calore + pressione) che si ottiene dalla cella brevettata e sigillata (nessuno può averne l’accesso) è in grado produrre continuativamente vapore a 600 ° C (con reazione autosostenuta e spesa energetica minima). E con il vapore a 600°C tutto diventa possibile.
Mediante gli scambiatori di calore l’acqua viene portata ai circa 80°C per l’impianto termico (oppure ai 30 °C se l’impianto è a pavimento) e ai 50 °C dell’impianto sanitario. Hydro è quindi in grado di produrre sia acqua sanitaria che acqua calda a volontà. Ma c’è energia di vapore in eccesso anche per muovere una piccola turbina (in perfetta analogia con quanto succede nelle centrali termoelettriche, ma qui invece a zero emissioni).
Il vapore in uscita dalla turbina viene recuperato e condensato mediante scambio termico per essere poi riciclato come acqua. Dalla turbina a vapore l’energia elettrica si ottiene mediante un generatore-alternatore (di cui pure è dotato Hydro).
La risultante cogenerativa prodotta da Hydro offre una quantità enorme sia di calore che di elettricità.
Il funzionamento di Hydro può avvenire (a scelta) in due modalità:
– partendo da 2 kg di bioetanolo/anno e 40 litri acqua/anno per ottenere il syngas (idrogeno + ossigeno) necessario alla cella + ricircolo acqua
– partendo dall’idrogeno puro (“verde” ottenuto da elettrolisi con energia elettrica da fotovoltaico) e aggiunta di ossigeno necessari entrambi alla cella + ricircolo acqua
Il principio su cui si basa la cella di fusione (il “cuore segreto” di Hydro) deriva da studi specifici ed esperienze speciali acquisite dal titolare ing. Bertelli durante alcune sue attività professionali all’interno di centrali nucleari francesi. Esperienze che alcuni osservatori scientifici ed esperti nazionali considerano fondamentali per spiegare completamete il funzionamento del sistema, In particolare le conseguenze dell’interazione dell’energia elettrica con le molecole del syngas di partenza, la dinamica e la cinetica delle particelle atomiche emesse dalle suddette interazioni ed il comportamento energetico globale del sistema. Nelle centrali nucleari si utilizza il principio della fissione dell’uranio (che produce scorie che rimangono radioattive per diversi secoli). Hydro invece utilizzza il pulitissimo idrogeno con emissioni completamente nulle.
Hydro funziona in configurazione “stand alone” (senza collegamenti elettrici di rete o di alimentazione combustibili). Non servono collegamenti neppure per l’idrogeno perché Hydro ha un generatore di idrogeno al suo interno. Occorre unicamente una ricarica di etanolo ed acqua distillata (ogni sei mesi) per produrre idrogeno.
I sistemi domestici della E-Hy sono di due tipi: quelle della serie HW sono solo “termici” e forniscono all’abitazione acqua calda sanitaria ed acqua per il riscaldamento. La versione HG invece, grazie alla turbina a vapore, produce sia calore che energia elettrica che viene immessa nella rete casalinga a 220 Volt, conferendo un’autonomia totale all’abitazione .
L’energia elettrica eccedente viene accumulata in tre batterie per la gestione degli ausiliari di Hydro (pompe per il ricircolo dell’acqua etc,).
Il sistema domestico Hydro viene continuamente controllato da un microprocessore che si occupa di monitorare e gestire ogni aspetto del suo funzionamento: fornire acqua alla giusta temperatura, mantenere le batterie cariche, rilevare e mostrare l’effettivo consumo energetico, effettuare le verifiche di sicurezza e così via. L’interfaccia utente è costituito da un display touch-screen a colori posto nella parte frontale. Il sistema è dotato di un termostato esterno per la regolazione della temperatura nell’abitazione e di un modulo wireless con connessione remota per controllare a distanza ogni parametro di funzionamento, mediante una app da smartphone.
Dati tecnici. Potenza termica: da 23 Kcal/h a 31 Kcal/h (in base al modello 1-2-3), potenza elettrica da 4,2 KW a 6,2 KWpicco. Corrente in uscita: tensione di 220V – 50 hz monofase (400V trifase su richiesta).
Il serbatoio di idrogeno, per una famiglia media di 3-4 persone, va ricaricato circa una volta l’anno. La ricarica annuale di idrogeno ha un costo di 600 € (3 bombole). La produzione di idrogeno può anche avvenire all’interno di Hydro mediante un piccolo elettrolizzatore a partire da acqua distillata. In questo caso deve essere fornita dall’esterno solo una ricarica di qualche litro di acqua distillata per l’elettrolizzatore. L’energia elettrica necessaria al suo funzionamento viene fornita dalle batterie Hydro che vengono sempre tenute cariche dal sistema. L’elettrolizzatore si attiva automaticamente quando l’idrogeno è necessario. Hydro è dotato di certificazione CE. Il doppio circuito di controllo rileva in tempo reale eventuali problemi e interviene prontamente. Lo spazio geometrico necessario è paragonabile quasi a un frigorifero di medie dimensioni. Ovviamente, trattandosi di apparati che vanno a migliorare l’efficienza energetica dell’abitazione, è prevista una detrazione fiscale del 50% della spesa complessiva.
La E.hy produce anche un analogo sistema di livello industriale per aziende medie e grandi, che si basa su di un principio di funzionamento un po’ diverso e impiega materiali molto speciali come il tungsteno perché in questi impianti le temperature raggiungono i 2.400 °C (il tungsteno resiste fino a 3.600 °C).
I sistemi industriali prodotti dalla ditta (anch’essi brevettati) sono denominati Geav-H e coprono un range di energia che parte da 250 kWh a arriva fino a 3000 kWh per medie e grandi aziende.
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