Dall’elemento piu’ semplice, la risposta alla domanda piu’ complessa

L’ostacolo che viene spesso elevato contro l’Idrogeno come fonte di energia, è la sua produzione. Infatti l’idrogeno può esser ottenuto o dal Metano con produzione di CO₂, oppure tramite l’elettrolisi dell’acqua. Quest’ultimo processo non produrrebbe gas serra, ma l’energia sfruttata per alimentarlo (a meno che non si utilizzino delle fonti rinnovabili) deriva dalla rete elettrica che è per la maggior parte a fonti non rinnovabili. In questo modo il circuito verrebbe solamente rimpicciolito (comunque con una grande diminuzione di emissioni nocive).

Un’altra strada per produrre Idrogeno è la Bio-produzione. Ci sono microrganismi che tramite il loro naturale metabolismo sono in grado di produrre idrogeno. Mediante il miglioramento genetico (Organismi Geneticamente Migliorati) si potrebbero incrementare qualitativamente e quantitativamente questi processi. Un esempio di Bio-Produzione di Idrogeno è l’uso dell’Alga Chlamydomonas reinhardtii. Le potenzialità di “bioreattore” di quest’alga furono scoperte già più di 60 anni fa. Questo microrganismo normalmente produce ossigeno tramite il proprio metabolismo. In condizioni particolari (privandole di zolfo nel terreno di coltura) esso va incontro ad adattamento fisiologico, smettendo di produrre ossigeno a favore dell’idrogeno. Sfruttando questa capacità, nel 2001 fu costruito un bioreattore da 500 L (acqua e alghe) in grado di produrre 1 L di idrogeno all’ora.

Nel 2007, i ricercatori della Penn State University combinarono l’elettrolisi con i microrganismi, creando una cella di elettrolisi microbica. Il principio di produzione dell’idrogeno è lo stesso della normale cella d’elettrolisi (rompere il legame intramolecolare dell’acqua tramite energia elettrica, scindendo la molecola nei suoi elementi costitutivi: 2H₂O(aq) = 2H₂(g) + O₂(g) ), il cambiamento sta nella fonte di energia elettrica. Infatti parte di quest’energia è data dal metabolismo dei batteri presenti nella cella (0,3 V – consumando acido acetico) ed in parte dalla rete elettrica (0,2 V). La somma di questi potenziali è sufficiente ad avviare la reazione di elettrolisi.

L’importante differenza tra un processo di elettrolisi “semplice” ed uno “a cella microbica” è l’efficienza: parte dell’idrogeno prodotto viene usato per sostenere la reazione. In tal caso il primo metodo (sottraendo l’energia reinvestita) ha un efficienza del 60%, invece il secondo metodo possiede un’efficienza del 144%.

L’idrogeno non è il futuro, è ora. Infatti potrebbe esser aggiunto nei motori odierni a metano, riducendo le emissioni.

È chiaro che basarsi solo su una soluzione, come l’idrogeno, non sarebbe fruttuoso. Per ovviare alla sete di energia è necessario promuovere e convogliare tutte le soluzioni, facendole lavorare insieme. Un esempio è proprio la cella microbica elettrolitica accennata sopra.