Domanda tecnica.... e possibili sviluppi!

[nickely]

Salve a tutti e grazie anticipatamente a chi vorrà/potrà rispondermi.
E' da qualche mese che sto cercando disperatamente ( internet, forum vari, testi specializzati...) una risposta al seguente "semplice" quesito, ma senza successo; quindi provo a chiedere alla preparatissima comunità di questo forum:
Nel processo di liquefazione dell'idrogeno, tramite espansione isoentalpica utilizzando una valvola Joule-Thomson, qualcuno sa dirmi le percentuali di Idrogeno liquido ottenuto?
Più esattamente:
La formula in questione DOVREBBE essere questa: Q = a(P2-P1)
Dove Q è la quantità di calore ceduta; a ( questo è il valore che mi interessa) dovrebbe essere un coefficiente che, a seconda della temparatura iniziale di espansione assume valori diversi che aumentano col diminuire della temperatura ( esempio per T=150 K ---> a = 0,3; T=100K ---> a=0,4 etc etc sono valori a casaccio i veri valori non li so)
Avere una tabella sarebbe splendido, ma mi potrei accontentare anche dei valori di a per le T di 77K ( azoto liquido) e 90 K ( ossigeno liquido)
Grazie infinitamente a tutti coloro che mi daranno una mano

P.S.: Trovati questi valori conto di aprire, nel piu breve tempo possibile,una discussione sul forum sulla fattibilità di un impianto di stoccaggio di H2L domestico per l'autoproduzione di Kwh elettrici e termici.
Lo so che molti di voi considerano l'argomento trito e ritrito, ma vi confesso che lo sto preparando come tesi e più procedo con gli l'analisi più rimango sgomento come sia possibile che non ci sia ancora qualcuno che produce questo sistema. Col crollo del prezzo del fotovoltaico e con l'arrivo in commercio di alcune ditte che producono elettrolizzatori ad alta efficienza ( vedi Acta), i punti deboli del sistema rimangono una caldaia a idrogeno ( Non mi sembra un'apparecchio estremamente complesso e costoso da produrre) e una fonte fredda per il preraffreddamento dell'idrogeno e anche qui le soluzioni sono già disponibili, ma ve ne parlerò più avanti.
Tutte le altre criticità del sistema a mio parere sono facilmente superabili con qualche accorgimento, ma mi aspetto un bel fuoco di fila; così da creare una discussione interessante.

[miradoc]

Puoi trovare dati interessanti qui: THIS IS THE TITLE OT THE PAPER

[nickely]

Boia mondo sarebbe quello che mi serve ma non visualizzo i grafici....

[renatomeloni]

Ciao, prova con questo link

Saluti

[nickely]

Gentilissimo, scusa il ritardo nella risposta.
Ora me lo studio tutto

[nickely]

Altra domandina: secondo voi questo materiale potrebbe andare bene come serbatoio per l'idrogeno liquido?
Polietilene ad altissimo peso molecolare - Wikipedia
Materiali Plastici - GB Plast Srl
Nel secondo link lo trovate a metà pagina
Mi sono note le perdite per evaporazione dell'idrogeno liquido a causa:
A): Della normale trasmittanza termica dei materiali
B): Della spontanea conversione para-orto
Non sono riuscito invece ad ottenere dati univoci per quanto riquarda la sua "permeabilità"( perdonate il termine impropio) rispetto a vari tipi di materiali; ho letto tesi che danno valori del 3-5% giornaliero a 0,0001% ( Ovviamente contenitori sferici, denwar, 1-2 bar)
Non pensate che un materiale ad altissima densità molecolare possa limitare estremamente questo processo?
Grazie

[miradoc]

I materiali plastici non sono indicati per temperature tanto basse.

[nickely]

Pur essendo rispettoso delle vostre competenze, una risposta del genere non mi sembra molto "scientifica".
Questo materiale sembrerebbe estremamente adatto alle bassissime temperature; se poi mi volesse cortesemente giustificare la sua risposta sarò ben felice di analizzarla: E' un problema di infragilimento? Reattività del materiale con L'idrogeno?
Grazie comunque per aver risposto

[nickely]

Nessuno ha da aggiungere un contributo?

[miradoc]

Si tratta sostanzialmente di un problema di infragilimento dovuto alla natura stessa delle materie plastiche: funzionano bene, mostrando le caratteristiche di "plasticità", solo in un range ben definito di temperature. Quella dell'idrogeno liquido è ben oltre il loro campo d'impiego. A Ciò non significa che alcuni materiali, come il PE ad alto peso molecolare, non possano essere impiegati come lining all'interno di contenitori metallici, ma le loro caratteristiche meccaniche per questo impiego sono del tutto non pertinenti ed il loro impiego è utile per "impermeabilizzare" il contenitore dal contenuto.

[nickely]

Innanzi tutto grazie della risposta, oramai davo il post per "spacciato"; quindi, se ho capito bene, anche lei pensa ( o sa per certo) che questo tipo di materiale potrebbe limitare molto il processo di dispersione dell'idrogeno grazie alla sua struttura molecolare.
Non mi è chiaro il concetto di "infragilimento": se per infragilimento lei intende il processo di "embrittlement" ( Infragilimento da idrogeno - Wikipedia) esso è la conseguenza di un processo chimico-fisico che, salvo smentite, non riguarda il materiale in questione ( è tra l'atro neanche il rame cosa che più avanti potrebbe avere interessanti sviluppi).
Se invece per infragilimento intende il fenomeno legato al normale abbassamento della Resilenza (Resilienza (ingegneria) - Wikipedia) a cui, chi più chi meno, tutti i materiali sono soggetti, sembrerebbe che questo materiale ne sia parzialmente immune e la causa, sempre salvo smentite e qui veramente le mie conoscenze chimiche sono giunte al limite, dovrebbe essere che questo è un materiale con queste caratteristiche: cito wikipedia, "I metalli con reticolo cubico a corpo centrato diventano fragili alle basse temperature, mentre quelli con reticolo cubico a facce centrate rimangono duttili anche alle basse temperature".

Quindi riassumendo: non fa "filtrare" l'idrogeno, non subisce il processo di embrittlement, mantiene le sue caratteristiche meccaniche a 20K.

Siccome lei mi sembra estremamente competente sull'argomento magari sa, conosce, ha documentazione di qualche ente di ricerca che ha già provato ad utilizzarlo per contenere l'idrogeno liquido e quindi quello che sto dicendo è tutto senza senso.

Putroppo non è facile reperire materiale specializzato sul web ed è per questo che mi rivolgo a voi; mille occhi sanno cercare meglio di un paio.

Oppure semplicemente ( visto che è un materiale relativamente giovane) non è mai stato pensato e testato per questi utilizzi.

L'obbiettivo è, ovviamente l'avrete già capito, ideare un contenitore per idrogeno liquido con elevate caratteristiche di sicurezza, di facile produzione ( vuoi mettere lavorare un materiale plastico che fonde a 100 C° con acciai speciali e leghe varie?) e, che ci crediate o no, di relativamente facile reperibilità e soprattutto bassissimo costo, parliamo di 3/7 dollari al chilo: quindi un contenitore sferico da 1 cm di spessore con raggio di 80 cm, capace di contenere oltre 2 metri cubi di idrogeno, costerebbe di materiale, nella peggiore delle ipotesi, (esclusi i costi di produzione, stampi, energia, macchinari facilmente ammortizzabili con qualche centinaio di pezzi/anno) circa 350€ e peserebbe la sciocchezza di 70 kg scarsi. Poi bisognerebbe aggiungere l'involucro esterno per il sottovuoto, ma qui del volgare ferraccio dipinto con alluminio riflettente andrebbe benissimo; quanto vuoi possa mai costare....

Adesso potete anche insultarmi . sono qui apposta.

[miradoc]

La fai molto facile, ma ti consiglio di assumere un po' di informazioni di background. Mantenere un liquido a 20°K non è uno scherzo e richiede mediamente nel caso dell'Idrogeno un dispendio giornaliero pari al 5% del contenuto energetico, per non parlare delle sfide per i materiali del contenitore. Per rispondere alla tua domanda sul PE ad alto PM: a quella temperatura le sue caratteristiche meccaniche sono del tutto alterate e basta un lieve urto per mandarlo in briciole. Puoi facilmente provare con un pezzo immerso in un Dewar di azoto liquido, che pure è a T di 50° più alta.
Io non credo che l'Idrogeno liquido sia una strada percorribile per stoccare energia a livello locale: opterei per la compressione, ricordandoti che da alcuni elettrolizzatori esce gas già compresso a 3 Mp. Vedi i link sotto:
Hydrogen Production | Acta S.p.a.
Hydrogen Storage | Department of Energy

[nickely]

La cosa comincia a farsi interessante, speravo proprio di trovare una controparte agguerrita e informata .
Nonostante il mio fare colloquiale e un po "rustico" ti posso garantire che sono mesi, se non anni che sto studiando questo problema e se alla fine mi sono deciso a postare qui è proprio per testare le mie idee con un contradditorio preparato.
Continuiamo a parlare solo dello stoccaggio, per quanto riguarda la produzione poi, se avrai/avrete piacere potremmo aprire un altro post o continuare con questo.
Allora parliamo di questo 5%: L'idrogeno è un materiale come un altro per quanto riguarda conduzione, convenzione e irraggiamento.
Se vuoi possiamo anche metterci giù a fare i conti precisi, anzi magari con il tuo aiuto farei anche meno errori, ma ti posso garantire che le perdite per queste tre cause con un serbatoio interrato di 1,6 metri di diametro e, attenzione, ben diverso da un Dewar tradizionale, con una rapporto superficie utile/ superficie scambiante 10000/1 ( in parole povere circa qualche cm^2 per i sostegni e valvole di ingresso/uscita/sicurezza) sono quasi trascurabili, magari ti trovo alcune tesi in cui si parlava dello 0.01%/giorno.
Inoltre consideriamo il fatto che quando andiamo a fare il vuoto, a causa della bassissima temperatura della parete esterna del contenitore interno ( scusate il gioco di parole), tutto il gas residuo, escluso l'elio, condensa attorno alle pareti creando vuoti dell'ordine di qualche Torrent.
Diversamente da altri materiali il bendetto idrogeno si "autobrucia" con la conversione para-orto: Problema risolto con i catalizzatori al 99%, poi se vuoi parlare di come fare questi catalizzatori, che materiale usare etc etc etc lietissimo. Qui sono abbastanza preparato.
Vado decisamente più a "spannella" sulla questione della permeabilità dell'idrogeno e qui qualunque contributo è ben accetto perchè quello che ho trovato in rete è veramente troppo colloquiale, numeri sparati a caso senza una minima giustificazione scientifica, con forbici di valori tra il 3% e lo 0,0001%.
Torniamo al nostro materiale: solo quello mi interessa; non il sughero, non il legno, non leghe al berillio-diamante.
Quello che ho visto e trovato in rete contrasta con quello che dici tu e ho pure messo le giustificazioni con relativi link e schede tecniche, ma se tu hai evidenze scientifiche diverse ti prego di mostrarmele, non ti posso credere sulla parola nonostante la stima.
Sei sicuro che la prova in questione magari non sia stata fatta con un U-PE e non con un UH? Perchè nonostante sia sempre PE è come parlare di oro e alluminio, sempre metalli, ma con caratteristiche completamente diverse.
Mi fa piacere che tu abbia parlato dell'Acta, li ho contattati giusto la settimana scorsa per avere maggiori delucidazioni sul loro elettrolizzatore, perchè nel sistema che sto pensando è presente anche un sistema di stoccaggio parziale col semplice idrogeno compresso. A 100 Bar però. Speriamo che mi rispondano presto

[miradoc]

Riporto da uno dei tuoi link:
Materiale: PE-UHMW, polietilene ad altissimo peso molecolare (1000)
Tipo di produzione: pressato e piallato
Densità: 0,94 g/cm³
Colore: naturale (bianco), nero.
Temperatura d'esercizio: da -260 a +95 °C
Temperatura d'esercizio per brevi periodi: +100 °C
Caratteristiche: ottima resistenza agli urti e all'usura, basso coefficiente d'attrito, ottima resistenza chimica, buona resistenza agli urti alle basse temperature.

Questo è il materiale che viene usato per l'appunto come lining interno ai serbatoi di Idrogeno liquido, con uno spessore molto basso, come segnalato in una risposta precedente. La temperatura minima di esercizio "statico" è circa 110°K. Esistono PE con PM di 4-5 milioni, in grado di tenere a T più basse, ma sempre più fragili anche a T ambiente e difficili da usare. Se, come dici, hai analizzato bene il problema e ci stai lavorando da anni, mostra qualcosa di più convincente e ti diremo la nostra opinione.
Prima di immaginare come stoccare Idrogeno liquido è bene analizzare quanto costa in termini energetici liquefare e mantenere allo stato liquido mediante un serbatoio criogenico: i tuoi dati temo siano molto lontani dal reale, anche senza tenere conto della complessità della tecnologia (ciclo Linde e tecnologia criogenica). La mia impostazione è quella di mettere a punto soluzioni semplici e fattibili, perché sono convinto che l'uso di Idrogeno come vettore energetico abbia delle potenzialità, se attuabile a livello capillare, presso l'utente/produttore, il che esclude a priori che possa essere liquido, per i motivi esposti sopra. A meno che tu non sia in grado di dimostrarmi che sbaglio.

[nickely]

La temperatura minima di esercizio "statico" è circa 110°K. Esistono PE con PM di 4-5 milioni, in grado di tenere a T più basse, ma sempre più fragili anche a T ambiente e difficili da usare.

Mi sono perso questo passaggio; ho riletto il post un paio di volte ma non l'ho visto.Da dove hai preso questa affermazione?
Qui c'è scritto temperatura d'esercizio da -260 a + 95. Certo è un pò vago, è per questo che chiedevo se qualcuno l'avesse mai realmente utilizzato con prove meccaniche alla trazione, urto, etc a quelle temperature.
Sto studiando il problema in maniera sistemica da poco meno di un anno, da semplice appassionato da molto di più.
"Bene" è una parola che il mio carattere mi impone assolutamente di evitare; " al massimo delle mie limitate facoltà" ci sta molto meglio.
Per i "miei dati " ti riferisci alla discussione sul 5% di consumo giornaliero? C'è qualcosa nello specifico che non ti convince nel ragionamento? Esprimimela e ti giuro che che ci ragionerò serenamente su.
Mi sto leggendo tutto lo sciibile sul tuo link: Hydrogen Storage | Department of Energy. è una quantità impressionante di dati fatti con la grazia divina; grazie tantissimo del link; a occhio però, dedicandogli solo un mezzo pomeriggio, mi sembra che i miei sospetti siano fondati; hanno testato un PE a piu basso peso molecolare in particolare mi sembra questo:

Materiale: PE-HMW, polietilene ad elevato peso molecolare (300 e 500)
Tipo di produzione: pressato e piallato
Densità: 0,95 g/cm³
Colore: naturale (bianco), nero.
Temperatura d'esercizio: da -100 a +80 °C
Temperatura d'esercizio per brevi periodi: +90 °C
Caratteristiche: ottima resistenza agli urti e all'usura, basso coefficiente d'attrito, buona resistenza chimica.

Il che confermerebbe le tue ipotesi su QUEL materiale però, non su quello di cui stiamo discutendo.
Non vedo l'ora di poter discutere con te della complessità del ciclo Linde, infatti penso che sia quasi banale se comparato alle tecnologie che utilizziamo nella vita quotidiana; automobili; pc, cellulari etc
La mia impostazione è quella di mettere a punto soluzioni semplici e fattibili, e qui siamo perfettamente daccordo, ma fare tutto con un pezzo di spago e un martello è un sogno al di là delle mie possibilità.
Ma sono abituato a fare un passettino per volta e prima vorrei quantomeno tentare di chiudere l'argomento PE-UHMW.
Fatto questo, comunque vada, sono disponibilissimo a parlare della fattibilità di un sistema di stoccaggio e utilizzo dell'idrogeno liquido, compresi i costi di produzione, efficienze di conversione e chi piu ne ha più ne metta.

[nickely]

guarda un po che ho trovato....pagina 12 in fondo
http://www.miningandengineeringwa.co...57804317800000
Che ne pensi?

[miradoc]

Tutto quello che ho scritto si riferisce al PE UHMW, tipo quello della Ticona.

Il grafico in fig.10 mostra esattamente quel che ho affermato e che vale in generale per tutte le materie plastiche. La resistenza all'impatto ha un drastico e rapido deterioramento da 0° a -100°C, poi diminuisce ancora fino ad un minimo di pochi kJ/m2, un valore che caratterizza il materiale come fragile ed impedisce di usarlo per impieghi dinamici, in cui può subire urti diretti. Va bene solo per rivestire un eventuale serbatoio. Credo che su questo dovresti convenire. Passa ad analizzare il round-trip della soluzione Idrogeno liquido, per verificare non tanto la fattibilità, quanto la convenienza rispetto a soluzioni meno problematiche e dispendiose anche dal punto di vista energetico. Il ciclo Linde costa molto ed ancora di più costa mantenere l'Idrogeno allo stato liquido: la figura del 5% di dispendio energetico della tecnologia liquefazione+mantenimento è forse ottimistica per impianti domestici (con serbatoi per i quali il rapporto superficie di scambio/volume è decisamente maggiore rispetto alle grosse sfere usate a tale scopo negli impianti industriali).
Io, come ti accennavo, ho scelto una soluzione meno problematica, progettando un micro-compressore domestico in grado di portare il gas in uscita dall'elettrolizzatore da 3 Mp fino a 60Mp, per stoccarlo in piccoli cilindri di circa 2 l.

[nickely]

Grazie della risposta; finalmente cominciamo a parlare di dati reali:
Quindi secondo te circa 10/12Kj/m2 sono insufficienti per il materiale interno di un Dewar interrato, statico e a 1,2/2 bar? ( che in teoria di urti non dovrebbe subirne affatto; eventualmente assorbiti dallo stato esterno. esclusi terremoti suppongo)
Il problema è che non ho proprio idea sul tipo di acciai che utilizzano per i contenitori attuali e quali sono le loro caratteristiche meccaniche a -250 C°, su questo argomento in rete non ho trovato assolutamente nulla;anche nel link che mi hai girato si parla veramente di tutto TRANNE che di contenitori per idrogeno liquido. Tu hai qualche info in più?
Concordo che il dispendio energetico per la liquefazione si attesta in configurazioni del genere al 30% (alcuni studi parlano del 20%, ma certamente con tecnologie fuori target per un uso domestico, almeno per il momento), ma la mia levata di scudi era per il mantenimento, quel valore del 5% ( giornaliero) è assolutamente fuori scala, da quello che so con un contenitore come quello che ti ho descritto, con gli ovvi accorgimenti per elimanre la conversione spontanea para-orto, la perdita si attesta in decimi di punto percentuale.
La soluzione della compressione è sicuramente più efficiente dal punto di vista energetico; ma dal punto dei costi? E della sicurezza?
Quanto può costare un contenitore da 600 bar? Una follia suppongo. Se poi dopo anche 15/30 anni di funzionamento criccasse cosa succederebbe a un contenitore che esplode a 600 bar? Avrebbe conseguenze equiparabili all'esplosione di un'auto piena di tritolo. Immaginiamo cosa succederebbe nel caso di frattura di un contenitore interrato, situato all'aria aperta a 1,5 bar con sue relative valvole di sicurezza con al suo interno e, mi sembra giusto ricordarlo, un liquido a -250 C°. Nonostante la bassa energia di attivazione le probabilità di deflagrazione sarebbero bassissme, molto più basse di quelle di un equivalente contenotore di GPL o metano, soprattutto a causa della dell'elavata velocità di ascensione dell'idrogeno.
Continuo la risposta dopo adesso devo lavorare ciao.

[miradoc]

Norme sicurezza Idrogeno gassoso

Leggi attentamente il documento allegatosafetygram_4.pdf, ricordando che tutto quanto descritto qui non viene automaticamente eliminato dal fatto di avere Idrogeno in forma liquida, perché per usarlo devi comunque portarlo e maneggiarlo allo stato gassoso. Un impianto di Idrogeno gassoso va progettato per sfruttare le sue peculiarità, tra cui l'altissima volatilità, che non consente un accumulo a terra. La combustione, a differenza di quel che si pensa, è molto meno pericolosa rispetto, per esempio, a quella della benzina o del metano, in quanto la fiamma resta verticale e non si diffonde lateralmente. Io ho affrontato il problema del contenitore in pressione nel caso dell'utilizzo domestico, progettando dei cilindri di circa 2 l, che a 60 Mp contengono pochi g di H2, ma hanno la caratteristica di essere caricabili in numero variabile a secondo del bisogno su qualsiasi mezzo di mobilità urbana ed ovviamente per impiego statico. Fare il piene significa sostituire un certo numero di cilindretti vuoti con cilindretti pieni, un'operazione sicura e di pochi minuti.

[nickely]

Per concludere la risposta precedente:
"Io, come ti accennavo, ho scelto una soluzione meno problematica, progettando un micro-compressore domestico in grado di portare il gas in uscita dall'elettrolizzatore da 3 Mp fino a 60Mp, per stoccarlo in piccoli cilindri di circa 2 l."
E qui si certifica l'oceano di differenza di competenze tra me e Lei: allo stato attuale forse non sarei in grado neanche di progettare nemmeno un bullone ; indi per cui la bombarderò di domande senza ritegno finchè non si stuferà.
Date le sue conoscenze per lei non sarà un problema rispondere, anche indicativamente, alla precedente domanda:

"Quindi secondo LEI circa 10/12Kj/m2 sono insufficienti per il materiale interno di un Dewar interrato, statico e a 1,2/2 bar? ( che in teoria di urti non dovrebbe subirne affatto; eventualmente assorbiti dallo stato esterno. esclusi terremoti suppongo)"
Non ho notato riferimenti allo spessore del materiale? Forse sono prove standard fatti con campioni di materiale standard? Cambiando gli spessori sarebbe possibile avere valori con coefficienti di sicurezza superiori, bisognerebbe analizzare il costo-opportunità.

Non ho assolutamente compreso quale sia la correlazione tra la volatilità e l'accumulo interrato? ( ovviamente mi riferivo a un dewar interrato di forma sferica, non alla nuda terra )

Nessuno era intenzionato ad evitare le problematiche connesse al ciclo di compressione dell'idrogeno, tuttavia si tratterebbe di un impianto molto limitato in dimensioni e complessità; si parte dall'elettrolizzatore e si arriva al dewar di stoccaggio liquido con un serbatoio intermedio per lo stoccaggio gassoso( al fine di sfruttare al meglio le caratteristiche degli elettrolizzatori ACTA che permettono di avere pressioni in uscita fino a 100 Bar) e una serie di scambiatori di calore.

Comunque mi è sembrato di leggere tra le righe che anche lei ritiene che un impianto di accumulo liquido non sarebbe da considerarsi pericoloso, anche considerando le distanze minime e gli accorgimenti suggeriti nel file da lei allegato; o almeno non più pericoloso di un comune impianto a GPL o metano.

Credo che sia necessario fare differenze tra lo stoccaggio statico ( abitazioni, impianti di produzione etc.) e lo stoccaggio dinamico ( trasporto pubblico e privato, distribuzione).
Non dico che lo stoccaggio ad altissime pressioni non sia efficiente, ma credo che soluzioni come gli idruri, i nanotubi e le microsfere garantiscano uno standard di sicurezza infinitamente superiore.
Darei la priorità della ricerca a un sistema di stoccaggio stanziale; così da avere la materia prima pronta e disponibile ( in casa) quando queste o altre tecnologie saranno sufficientemente mature.

[miradoc]

nickely, continui ad evadere il problema principale da me segnalato, vale a dire l'estrema complessità e costo energetico della liquefazione dell'Idrogeno. Per rispondere alla tua ultima domanda, ritengo che una resistenza all'urto che si comporta come da grafico citato indichi chiaramente che il materiale, già rigido a temperatura ambiente, diventa di estrema fragilità a bassa temperatura. Per dirla tutta, dubito fortemente che si sia potuto testarlo a 12°K. come si afferma possa essere impiegato (viene già impiegato per i componenti di alcune macchine coinvolte nel ciclo Linde). In ogni caso non si tratta del problema principale. Puoi senza dubbio costruire un serbatoio sferico fatto a dewar, con il vessel interno in PE-UHMW, ma non so valutare quando verrebbe a costare un simile contenitore. Perché vuoi complicarti la vita? Stai sul semplice. Ritengo che l'uso dell'Idrogeno come vettore energetico si diffonderà solo se la relativa tecnologia di produzione e stoccaggio sarà semplice, sicura e di basso livello. Certamente puoi trovare applicazioni di nicchia in cui Idruri ed altre diavolerie da laboratorio sembrano offrire prestazioni miracolose, ma siamo ancora ben lontani dall'impiego di massa. Viceversa, l'Idrogeno compresso, stoccato all'esterno dell'abitazione non presenta più rischi e difficoltà di un qualsiasi gas infiammabile. Tieni conto che la quantità in gioco è quella necessaria a consentire di coprire il fabbisogno elettrico dell'abitazione quando non c'è il sole (un massimo di 12 kWh, equivalenti a circa 80 MJ =circa 0,56 kg di Idrogeno usato in cella a combustibile con rendimento del 50%). Come vedi, le quantità per risolvere il problema della discontinuità di produzione da PV sono veramente piccole. Anche immaginando di usarlo per applicazioni di mobilità, la quantità di Idrogeno che si può produrre con un impianto PV domestico è limitata, a meno che non si decida di installare un impianto sovradimensionato. Quello che rende attraente l'abbinamento impianto PV /Idrogeno è che l'eccesso stagionale di energia elettrica può essere trasformato e conservata per uso successivo a breve termine, anche se ovviamente il rendimento complessivo della trasformazione non supera il 30% nella migliore delle ipotesi. La scelta di questa strada deve essere motivata dalle possibilità che si aprono (ad esempio quella della mobilità locale, che risulta essere massima nel periodo di massima produzione), non certo dalla convenienza rispetto a soluzioni più semplici (tipo gli accumulatori di energia elettrica tal quale).

[Mr.Hyde]

Certamente puoi trovare applicazioni di nicchia in cui Idruri ed altre diavolerie da laboratorio sembrano offrire prestazioni miracolose, ma siamo ancora ben lontani dall'impiego di massa.

ciao miradoc ... ciao nic

no guarda ...ancora prestazioni miracolose non ci sono ... gia' gli idruri ad esempio hanno tantissimi problemi di utilizzo , oltre al rischio potenziale di tali prodotti (utilizzo idruri metallici per fare sintesi organiche , e ti assicuro che bisogna stare veramente attenti ...poche goccie di acqua ...ed è un disastroooo )...senza parlare dei costi proibitivi degli idruri

condivido tutto il resto del discorso (fragilita' termica materiali)

lavoro anche con grossi quantitativi di gas refrigerati ( azoto liquido e CO2 liquida , stoccaggi da 40.000 litri) .. non ho mai visto stoccaggi o cisterne in plastica per questi criogenici

anzi pochi anni fa' sono state inserite delle sicurezze ulteriori sui serbatoi per stoccaggio in vasi Dewar ( le leggi sono state inserite dopo l'esplosione di un serbatoio...mi sembra che sia inerente a questa situazione : http://www.repubblica.it/online/cron...i/vernici.html ).. riguardano proprio le basse temperature e la fragilita' termica per bassa temp dei differenti tipi di acciai

altri tipi di veicolo energetico idrogeno che si sta' studiando ( a mio avviso un fiasco) è quello di produrre ammoniaca

altri studi riguardano l'adsorbimento di idrogeno su zeoliti o resine a scambio cationico

adsorbimento su carboni attivi

adsorbimento su superficie metalliche spugnose ...ed altri ..

cordialmente

Francy

[nickely]

P.S.: Trovati questi valori conto di aprire, nel piu breve tempo possibile,una discussione sul forum sulla fattibilità di un impianto di stoccaggio di H2L domestico per l'autoproduzione di Kwh elettrici e TERMICI.
Lo so che molti di voi considerano l'argomento trito e ritrito, ma vi confesso che lo sto preparando come tesi e più procedo con gli l'analisi più rimango sgomento come sia possibile che non ci sia ancora qualcuno che produce questo sistema. Col crollo del prezzo del fotovoltaico e con l'arrivo in commercio di alcune ditte che producono elettrolizzatori ad alta efficienza ( vedi Acta), i punti deboli del sistema rimangono una caldaia a idrogeno ( Non mi sembra un'apparecchio estremamente complesso e costoso da produrre) e una fonte fredda per il preraffreddamento dell'idrogeno e anche qui le soluzioni sono già disponibili, ma ve ne parlerò più avanti.
Tutte le altre criticità del sistema a mio parere sono facilmente superabili con qualche accorgimento, ma mi aspetto un bel fuoco di fila; così da creare una discussione interessante.

Salve Mr Hyde, fa piacere vedere che altri seguono questo tecnico e forse un po noioso post.
Per rispondere alla domanda dell'Ing Mira ( Miradoc ho indovinato?) mi autoquoto dal primo post. Ho ben presente l'entità delle perdite connesse alla liquefazione ma, per il momento come evidenziato da lei e dal nostro amico Mr Hyde, le soluzione possibili, conosciute, testate sono compressione e/o liquefazione.
Perchè non solo compressione? Semplice: perchè se il nostro target ( almeno il mio è questo) è l'autosufficienza energetica, cosa succederebbe al nostro sistema di accumulo in compressione a fronte, ad esempio, di un ostinata perturbazione, magari nevosa, che dura un paio di settimane consecutive nel mese di gennaio/febbraio?
Sarebbe insufficiente. Dovremmo tornare con la coda fra le gambe da mamma Enel o ancora peggio accendere il gruppo di continuità che in fretta e furia abbiamo dovuto acquistare....
Vorrei puntare più in alto: CERTEZZA di indipendenza per i consumi elettrici e parziale copertura dei consumi termici; ecco perche ho sottolineato in neretto TERMICI.
In realta la sua FC non ha un'efficienza del 30%, ma del 70% se usa idrogeno compresso e 50% se usa idrogeno liquefatto. Questo perchè la nostra FC da due output ( per semplificare diciamo di pari entità anche se questi valori variano da FC a FC) uno elettrico e uno termico, e quando verrebbe utilizzata la FC? Non sicuramente d'estate, se non in rarissimi casi, bensì nei mesi bui e freddi dove quella metà di rendimento termico potrebbe essere efficaciemente sfruttato.
Vi faccio una domanda secca: Preso atto che molte persone hanno già sulla testa un impianto fotovoltaico sovradimensionato già pagato e facciamo finta che voi siate tra quelle persone, se un pinco pallino qualunque venisse da voi proponendovi un sistema di accumulo e utilizzo dell'idrogeno che vi permettesse di staccarvi in sicurezza dall'Enel e di coprire parzialmente i consumi termici con un payback, al netto di sgravi fiscali, di 4 anni, sicuro come lo può essere un bombolone di gpl o un metanodotto nel giardino di casa, garantito 10 anni, con vita attesa di 30, con già integrata la possibilità di utilizzo di tecnologie future papabili per l'autotrazione ( batterie, idruri, microsfere, nanotubi etc etc etc a fronte di ulteriore potenziamento del''impianto fotovoltaico s'intende); voi ve lo mettereste in casa o rinuncereste a causa della sua scarsa efficienza o potenziale pericolosità?
Qualunque risposta mi diate avete di sicuro già capito perchè mi sto fissando su questi dettagli.

[miradoc]

miradoc è solo un nicname e non sono ingegnere.
Per quanto riguarda l'argomento, un consiglio generale è che il problema dell'accumulo di energia (termica. elettrica, ecc.) vada affrontato e risolto magari con soluzioni parziali, ad esempio garantendo la soddisfazione dei consumi notturni, quando viene meno la fonte solare, senza pensare di poter di colpo slacciarsi da un fornitore esterno e fare da sé. Non perché questo non sia tecnicamente possibile, ma solo perché economicamente ed ecologicamente sbagliato. Se tu volessi garantire un accumulo energetico che ti permetta di superare i mesi invernali, quando il sole alle nostre latitudini (nord Italia) fornisce a mala pena il 10% del suo apporto estivo, potresti scegliere 2 strade: accumulare d'estate per consumare d'inverno, usando un vettore, che può essere Idrogeno, acqua pompata ad alta quota, aria compressa, con contenitori di energia molto grandi, oppure spendere per un impianto sovradimensionato (10 volte più grande) in grado di garantire il tuo fabbisogno nelle peggiore condizioni. Dal punto di vista pratico, spendendo il giusto si possono a mio avviso coprire circa 3/4 delle esigenze termiche ed elettriche di un'abitazione tipo, continuando ad usare fonti convenzionali per il quarto rimanente.

[nickely]

miradoc è solo un nicname e non sono ingegnere.

Acc ho cannato...

Per quanto riguarda l'argomento, un consiglio generale è che il problema dell'accumulo di energia (termica. elettrica, ecc.) vada affrontato e risolto magari con soluzioni parziali,

Sono daccordo, almeno per il momento. Un passo alla volta.

ad esempio garantendo la soddisfazione dei consumi notturni, quando viene meno la fonte solare, senza pensare di poter di colpo slacciarsi da un fornitore esterno e fare da sé. Non perché questo non sia tecnicamente possibile, ma solo perché economicamente ed ecologicamente sbagliato.

Economicamente possiamo discuterne, anzi, sono qui apposta. Ecologicamente sbagliato proprio non lo capisco

Se tu volessi garantire un accumulo energetico che ti permetta di superare i mesi invernali, quando il sole alle nostre latitudini (nord Italia) fornisce a mala pena il 10% del suo apporto estivo, potresti scegliere 2 strade: accumulare d'estate per consumare d'inverno, usando un vettore, che può essere Idrogeno, acqua pompata ad alta quota, aria compressa, con contenitori di energia molto grandi,

Andrebbe bene qualsiasi tecnologia ovviamente, basta che sia economicamente e ed ecologicamente sostenibile. Io mi sto focalizzando sul vettore idrogeno perchè è stata una scelta istintiva di svariati anni fa e il suo studio è più che sufficiente ad assorbire tutte le mie capacità e il tempo disponibile, ma se dovesse venire fuori altro benvenga.

oppure spendere per un impianto sovradimensionato (10 volte più grande) in grado di garantire il tuo fabbisogno nelle peggiore condizioni.

Beh, questa è ovviamnte una strada non percorribile sotto tutti i punti di vista.

Dal punto di vista pratico, spendendo il giusto si possono a mio avviso coprire circa 3/4 delle esigenze termiche ed elettriche di un'abitazione tipo, continuando ad usare fonti convenzionali per il quarto rimanente.

Anche qui posso essere cocncorde, ma perchè non osare un po di più?
Obbiettivo indipendenza energetica; sarebbe una cosa così brutta? Potrei elencarti tutta una serie di motivazioni di un certo peso, ma preferisco farlo in altro post; uno un po più struttrato che, magari, coinvolga anche una platea più ampia.

Per il momento vovevo richiederti/vi la domanda posta prima: Hai/avete un'idea del materiale ( qualche lega o acciaio speciale suppongo) che utilizzano per fare i cilindri/sfere interni dei dewar adatti per l'idrogeno? qualche link magari, in cui ci siano dati etc? Super grazie

[miradoc]

12-07-18_perceptions_of_hydrogen_fuelling_safety.pdf38705-SAES_2005_stoccaggio H2.pdfIdrogeno_costi.pdfH_storage.pdf

Ti allego 4 documenti significativi, che ti invito a leggere.
Ciao

[nickely]

E' un bel po' di roba. Mi metto subito sotto. grazie

[nickely]

Ho letto il primo: Beh, che dire, al di là dell'incidente, rispecchia esattamente tutto quanto già detto sulla pericolosità dell'idrogeno.
Cioè, almeno questo ho evinto dall'articolo, che è meno pericoloso dei carburanti tradizionali ma c'è ancora molta paura su questo tipo di vettore.
Avanti col secondo.

[nickely]

Andiamo col secondo, ho volutamente evitato di leggere attentamente tutto ciò che riguarda gli idruri, ma indicativamente sono tutte cose che avevo giò visionato in altri lavori.
Per l'idrogeno liquido quello che mi interessa:
Problema Numero 1:
"i contenitori di H2 liquido sono sistemi aperti in modo tale da prevenire forti sovrappressioni. Perciò, il trasferimento di calore attraverso il contenitore porta direttamente alla perdita di idrogeno."
Soluzione numero 1:
SOLO ED ESCLUSIVAMENTE per serbatoi statici di stoccaggio ( discorso completamente diverso andrebbe fatto per serbatoi su automobili, per questioni di sicurezza): normale valvola di sovrappressione nel vessel interno---> limitati trasferimenti di calore per conduzione etc.
Grosse valvole di sovrappressione nel vessel esterno----> sicurezza di espulsione gas controllata in caso di cedimento/ guasto del vessel interno + nessuna dispersione termica. Questi serbatoi, compresi quelli della BMW, Linde etc. sono stati studiati appositamente per prevenire esplosioni in caso di urti, incidenti etc,----> maggiore superfici contatto per la sicurezza---> maggiori dispersioni (1,5% giorno)
Problema numero 2:
"Studi quanto meccanici sull’idrogeno hanno mostrato che esistono due differenti specie di molecole di H2: l’orto idrogeno con spins nucleari paralleli e il para idrogeno con gli spins nucleari antiparalleli. Ciò è responsabile del comportamento inusuale del calore specifico dell’idrogeno a bassa temperatura. Il lavoro ideale necessario alla liquefazione dell’idrogeno deve essere calcolato dai dati sperimentali etc etc etc..."
Non sa quante volte questo problema e venuto fuori: Sembra la causa di tutti i mali dell'idrogeno liquido....
Soluzione numero 2:
Utilizzando un catalizzatore "costosissimo" a carboni attivi, ovviamente situato prima del dewar, e precisamente prima della valvola J-T, dove la temperatura dell'idrogeno e già a circa -230° il problema viene : eliminato al 99%. Se poi vogliamo proprio fare i perfezionisti nel vessel interno possiamo mettere altro carbone attivo ( ad esempio in un tubo verticale sotto la valvola J-T) ed eliminare il problema al 100%.
In soldoni questi signori stanno studiando contenitori con altri scopi. Non catalizzano perchè comunque il calore per trasmittanza, causato da questioni di sicurezza, è già sufficientemente elevato da rendere irrilevante l'evaporazione per conversione.
Esaminero gli ultimi 2 documenti nei prossimi giorni, quando avrò un po di tempo. Grazie

[Mr.Hyde]

che è meno pericoloso dei carburanti tradizionali ma c'è ancora molta paura su questo tipo di vettore.

cosa è meno pericoloso? l'idrogeno??

per non ripetermi

http://www.energeticambiente.it/acqu...#post119545009