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MOTORI A IDROGENO

 

Come funziona un motore a idrogeno?

 L'unione dell'idrogeno e dell'ossigeno da luogo nuovamente all'acqua H2O liberando energia pronta per l'uso. Su questo processo sono basate le "celle a combustibile" (dette fuel cell). Le emissioni di scarto del processo sono assolutamente non inquinanti, trattandosi di acqua calda e vapore acqueo. La tecnologia "fuel cell" potrà essere utilizzata sia sotto forma di motore elettrico per le automobili e i trasporti sia come centrale industriale per la produzione di energia elettrica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Questa “a u t o giocattolo”  potrebbe diventare la nostra auto tra qualche decina d’anni?

 

 

Il pannello solare consente l’elettrolisi dell’acqua,

 l’idrogeno prodotto riempie il serbatoio e l’auto è pronta per partire.

 

Non ha ancora molta autonomia, ma ci sono buone possibilità per il futuro. E soprattutto non produce gas tossici e quindi non inquina

 

Come funziona una cella a combustibile?

 

 Una fuel cell riceve in entrata due flussi: idrogeno dal polo negativo e ossigeno dal polo positivo. Nel momento in cui gli atomi di idrogeno entrano in contatto con il catalizzatore gli elettroni si separano dal nucleo, generando energia elettrica, spostandosi verso il polo positivo dove si uniscono agli atomi di ossigeno caricandoli negativamente. Il processo termina con il passaggio delle molecole di idrogeno (positive) verso quelle di ossigeno (negative) dalla cui reazione chimica si forma l'acqua.

Fuel Cell

Il principio del Fuel Cell o celle a combustione è stato scoperto nel XIX secolo dal fisico William Grove. Le celle a combustibile sono generatori chimici di energia elettrica, le molecole d'idrogeno e ossigeno reagiscono l'uno con l'altro producendo energia elettrica e vapore acqueo. Nel XIX secolo hanno trovato applicazione nel campo dell'esplorazione spaziale, soltanto di recente anche in settori consumer. Nel caso del settore automobilistico le fuel cell costituiscono la pila a combustibile delle automobili elettriche. Il motore elettrico è alimentato dall'energia elettrica prodotta dal sistema Fuel Cell.

 

Vantaggi del Fuel Cell

Le automobili Fuel Cell con impiego diretto di idrogeno sono a impatto ambientale basso o nullo (Zero emission vehicle). Dal tubo di scappamento di un'automobile Fuel Cell fuoriesce soltanto vapore acqueo. I vantaggi in termini di riduzione dell'inquinamento dell'aria e di emissioni di CO2 sono notevoli.

 

Handicap del Fuel Cell

L'idrogeno come carburante delle automobili del prossimo futuro. Cominciamo subito col dire che non si tratta di una fonte d'energia bensì di un vettore energetico, esattamente come i cavi di rame che portano l'energia, già utilizzato come propellente per le navicelle spaziali. Sulla Terra l'idrogeno non è presente allo stato puro ma legato in composti come l'acqua e gli idrocarburi. Deve quindi essere prodotto tramite reforming o elettrolisi.

 

L’EFFETTO CHIMICO

 

Tutti sanno che la formula chimica dell’acqua è H2O, il che significa che una molecola d’acqua è composta da due atomi di idrogeno ed uno di ossigeno.

 

Abbiamo studiato che è possibile scomporre l’acqua nei suoi costituenti ricorrendo alla corrente elettrica. Usiamo l’acqua con l’aggiunta di un sale per rendere più facile il passaggio della corrente.

 

Come fonte di corrente si usa una comune batteria da 4,5 volt. Si riempiono d’acqua le due provette e poi, tenendo l’apertura tappata con un dito, si capovolgono, si immergono le estremità con l’apertura nell’acqua contenuta nel recipiente e poi si posiziona ciascuna provetta in modo che ognuna abbia all’interno un elettrodo.

 

  Si collegano i due elettrodi alla pila. All’interno delle provette cominceranno a formarsi delle bollicine di gas che andranno a raccogliersi nella parte superiore spingendo giù l’acqua.

 

Se si aspetta un po’ di tempo si vedrà che il volume del gas che si è formato nella provetta collegata al polo negativo (Idrogeno) è doppio di quello formatosi nell’altra provetta (Ossigeno).

 

 

LA CELLA  A IDROGENO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Esiste in natura un combustibile del tutto pulito e presente in grandissima quantità. E' l'elemento in assoluto più abbondante nell'universo: l'idrogeno. L'idrogeno è un gas incolore e inodore, non velenoso.  Il vantaggio dell'idrogeno rispetto agli idrocarburi consiste nel fatto che la combustione può avvenire in modo elettrochimico, cioè senza fiamma.


Si fa gorgogliare il gas in una cella, contenente un'opportuna soluzione elettrochimica, in cui sono immersi due elettrodi metallici. Ai capi degli elettrodi si genera una differenza di potenziale, che fa scorrere nel circuito esterno collegato agli elettrodi la corrente elettrica

 

 

Questo dispositivo si chiama cella a combustibile.

 

Esso permette la trasformazione diretta dell'energia chimica contenuta nell'idrogeno in energia elettrica, capace di alimentare un motore elettrico con cui far muovere l'automobile.  Il primo a effettuare una struttura primordiale della cella è stato William Robert Grove (1811-1896). Nato nel Galles, fu professore di fisica nella London Institution dal 1841 al 1846.

 

L'intero processo di produzione e consumo è ambientalmente sostenibile, purchè sia disponibile una corrispondente quantità di energia elettrica pulita che sia in grado di alimentare in processo di elettrolisi.

 

Tale quantità di energia elettrica può essere ottenuta dagli impianti di conversione fotovoltaica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L’EFFETTO TERMICO

 

Quando un filo di metallo è attraversato da corrente elettrica la sua temperatura aumenta. Se il materiale esercita una resistenza elevata il filo diventa incandescente. Questo effetto viene usato per produrre calore e luce.

 

LAMPADA AD INCANDESCENZA                                     

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LE LAMPADINE

 

LAMPADE A SCARICA NEI GAS                                 LAMPADE SOLARI

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LAMPADE A LED

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LE ALOGENE…………....                                   ALOGENE

 

 

Protocollo di Kyoto

Celebriamo l’ anniversario dell’entrata in vigore del Protocollo di Kyoto (16/ 02/ 2005), trattato che prevede adesivo caterl'obbligo per i paesi industrializzati di ridurre le emissioni di elementi inquinanti nell’atmosfera

 

 

Cinque minuti di silenzio energetico: l'invito rivolto a tutti è stato quello di spegnere le luci e tutti i dispositivi elettrici non indispensabili .

 

Spegni per cinque minuti le  lampadine, computer, videoregistratori….. 

Adotta alcune semplici regole per risparmiare energia.

 

Sopra all’interruttore della luce è incolla una targhetta che ricorda di spegnere sempre la luce quando si abbandona l’aula.

 

 

 

 

L’EFFETTO MAGNETICO

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Quando la corrente circola in un filo si produce tutt’attorno un campo magnetico, quindi il chiodo che vedi nella diapositiva diventa una calamita e attrae gli spilli.

 

 

 

 

Mostra degli esperimenti: bambini della primaria, ragazzi e genitori si sono avvicinati a questo “giocattolo” che potrebbe diventare la nostra auto tra qualche decina d’anni.