TECNOLOGIA – L’idrogeno liquido come carburante per gli aerei?

Sapevate che un volo New York-Londra, come emissione di sostanze inquinanti (co2), equivale ad un anno di riscaldamento di una famiglia media? E che se l’aviazione globale fosse un paese, questo sarebbe tra i primi 10 produttori di inquinamento del mondo? Tra il 1990 e il 2012, le emissioni di carbonio dell’industria aeronautica mondiale sono aumentate di oltre il 150% pari a circa il 2% del totale ed è un dato destinato a crescere. L’Organizzazione per l’Aviazione Civile Internazionale (ICAO) prospetta per il 2050, un aumento fino al 700% di co2 dovuto appunto all’aviazione sia civile che militare.
Trovare soluzioni alternative ai combustibili fossili da utilizzare nei veicoli a terra (automobili, camion, persino treni) è molto più semplice di quanto non sia per gli aerei, che richiedono grandi quantità di energia.
Una soluzione, potrebbe essere l’idrogeno liquido, (differente dalle cellule a combustione alimentate a idrogeno che convertono l’energia chimica di un combustibile in energia elettrica e calore).
Questo tipo di carburante non richiederebbe drastici cambiamenti di progettazione per gli aerei e di conseguenza costi di conversione accettabili.
L’idrogeno è l’elemento più abbondante dell’universo. Questo elemento si trova principalmente nelle stelle e nei giganti gassosi. l’idrogeno è molto raro nell’atmosfera terrestre (1 ppm) e praticamente inesistente come H₂. Giove e Saturno sono composti da circa l’80% di idrogeno, il Sole dal 90%.
L’uso del H₂ avrebbe il vantaggio di utilizzare le fonti fossili per ottenere direttamente il gas (a partire, ad esempio, dal metano). L’H₂ usato poi come combustibile nei mezzi di trasporto, reagendo con O₂, produrrebbe come unico prodotto di scarto l’acqua, eliminando completamente le emissioni di CO₂ e i problemi climatico-ambientali a esse associati.
Uno egli aerei più grandi al momento è il 747 che trasporta quasi 240.000 litri di carburante, utilizzando l’idrogeno, molto più leggero, se ne potrebbe aumentare fortemente l’efficienza e il raggio di azione  e naturalmente ridurre le emissioni di co2.

Tuttavia, a parte lo stoccaggio che è uno degli elementi di incertezza, per le caratteristiche dell’idrogeno che può essere tenuto allo stato liquido o gassoso, il problema maggiore, è la produzione. l’idrogeno atomico e molecolare, non è come il gas naturale, il petrolio o il carbone disponibili a dei costi moderatamente economici, ma essendo molto scarso in natura, si trova combinato ad altri elementi e deve essere prodotto artificialmente con dei costi alti. Pertanto il ciclo di produzione/utilizzo dell’idrogeno è al momento ancora non economico, la sua produzione richiederebbe un’energia superiore di quella ottenibile dalla sua semplice ‘combustione’
L’utilizzo dell’idrogeno liquido come carburante, non è un concetto nuovo. Tra il 2005 e il 2007, la BMW ha prodotto l’Hydrogen 7, un veicolo passeggero a produzione limitata in grado di funzionare a benzina o idrogeno liquido. Concetto questo differente dai veicoli a celle a combustibile a idrogeno costruiti oggi da Toyota e BMW.
Nel mese di ottobre 2018, HES Energy Systems, con sede a Singapore, ha presentato un progetto per la costruzione di un piccolo aereo a idrogeno in grado di trasportare fino a quattro persone. Element One, questo il suo nome, viene definito “il primo velivolo da trasporto regionale idrogeno-elettrico”. Progettato come un aereo a emissioni zero, Element One riunisce le due differenti tecnologie (celle a combustione e combustione diretta). Element One è progettato per volare con 4 passeggeri per 500/5000 km, a secondo del tipo di l’idrogeno  utililizzato, se in forma gassosa o liquida.
C’è ancora molto da studiare ma intanto, per poter avere un’idea di cosa succede quando ci spostiamo, calcoliamo e confrontiamo il consumo di energia, le emissioni di CO2 e delle altre emissioni in atmosfera di aerei, automobili e treni per il trasporto passeggeri.
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