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Ottenere idrogeno dal metano senza riempire l’atmosfera di anidride carbonica non è una novità assoluta, la chimica per farlo esiste da parecchio. Il problema, semmai, è sempre stato un altro e riguarda i costi energetici: per far funzionare i reattori servono temperature intorno ai 1.000 °C, e scaldare impianti di quelle dimensioni dall’esterno significa bruciare una quantità di energia che rende tutto poco sensato su scala industriale. Da Stanford Engineering arriva ora un approccio che ribalta il ragionamento e che, stando ai numeri diffusi, risulterebbe fino a 10 volte più efficiente rispetto ai metodi tradizionali.
L’idea di fondo è quasi banale nella sua semplicità, di quelle che fanno pensare “come mai non ci si è arrivati prima”. Invece di riscaldare le pareti del reattore sperando che il calore arrivi fin dentro, i ricercatori hanno spostato la fonte di calore direttamente all’interno del reattore stesso. Cambia poco sulla carta, cambia tantissimo nella pratica, perché la dispersione termica è esattamente il punto in cui questi processi perdono la loro convenienza economica.
Come funziona la pirolisi del metano
Il processo su cui si lavora si chiama pirolisi del metano e consiste nello spezzare la molecola di CH4 usando temperature molto elevate. Il risultato sono due prodotti distinti: da una parte l’idrogeno, dall’altra il carbonio solido. Quest’ultimo dettaglio è la vera differenza rispetto ai metodi convenzionali, perché il carbonio resta appunto solido e non finisce nell’aria sotto forma di CO2. Materiale che si può maneggiare, stoccare, eventualmente riutilizzare, non un gas che se ne va per i fatti suoi contribuendo all’effetto serra.
Il limite, fino a oggi, era tutto nel bilancio energetico. Scaldare un reattore industriale a mille gradi e passa richiede energia, tanta, e se quell’energia arriva da fonti fossili il vantaggio ambientale si assottiglia parecchio. Una specie di cane che si morde la coda, insomma, dove l’idrogeno pulito viene prodotto con un processo che pulito non è del tutto.
Il trucco sta nel bruciare una parte dell’idrogeno
Qui entra in gioco la soluzione messa a punto a Stanford. Una piccola quantità dell’idrogeno prodotto viene bruciata all’interno del reattore, e quella combustione genera il calore necessario a sostenere la reazione. Il calore nasce dove serve, non deve attraversare pareti di acciaio e strati di isolante prima di arrivare a destinazione. Le dispersioni crollano, e con loro il fabbisogno energetico complessivo dell’impianto.
C’è poi un aspetto che vale la pena sottolineare: bruciando idrogeno, il sottoprodotto principale della combustione è vapore acqueo. Non fumi, non anidride carbonica aggiuntiva. Acqua. Il che significa che il sistema si autoalimenta dal punto di vista termico senza reintrodurre nel bilancio quelle emissioni che si stava cercando di evitare fin dall’inizio.
Il salto di efficienza dichiarato, quel fattore 10, è il tipo di numero che nel settore energetico sposta gli equilibri. Non si tratta di un miglioramento incrementale del 5 o del 10 per cento, ma di un ordine di grandezza intero, la differenza tra una tecnologia che resta confinata nei laboratori e una che può ragionevolmente arrivare agli impianti veri.
Il metano, del resto, resta una materia prima abbondante e con una rete di distribuzione già costruita e funzionante in mezzo mondo. Poterlo trasformare in idrogeno senza il carico di emissioni che accompagna i processi classici significa sfruttare infrastrutture che esistono già, senza dover ripartire da zero. La produzione di idrogeno a basse emissioni passa anche da qui, da soluzioni che non chiedono di reinventare l’intera filiera ma di usarla meglio.
