Idrogeno: "Chi subisce i peggiori effetti ambientali è anche chi soffre per gli sprechi"

Peter Godart (New Jersey, 1992) è ricercatore post dottorato e professore presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT). La sua ricerca si concentra sulla ricerca di nuovi modi per mitigare e adattarsi ai cambiamenti climatici, che gli ha permesso di sviluppare un sistema in grado di utilizzare i rifiuti di alluminio −molto economici, abbondanti ed energetici− per convertirli in idrogeno e quindi utilizzarli per dissalare l'acqua e produrre elettricità. La svolta arriva mentre l'alluminio si accumula nelle discariche di tutto il mondo a causa delle complicazioni del riciclaggio. Questa nuova tecnologia è particolarmente preziosa per le comunità più colpite da disastri naturali che sono in aumento a causa della crisi climatica. Godart si è recentemente recato in Spagna per partecipare al simposio internazionale "Il futuro dell'energia: far fronte ai cambiamenti climatici", organizzato dalla Fondazione Ramón Areces.

Prima di studiare queste tecnologie di mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici, eri al Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA. Perché sei cambiato?

Al JPL, ho passato metà del mio tempo a lavorare con il team responsabile della gestione del rover Curiosità; l'altra metà del mio tempo è stata dedicata ai sistemi di alimentazione per i lander di Europa, una delle lune di Giove. Una delle tecnologie su cui stavo lavorando – e che poi è diventata la base del mio dottorato di ricerca – era l'utilizzo dell'alluminio come vettore energetico. L'idea era che questi robot sarebbero atterrati su Europa, che è fondamentalmente una grande palla di ghiaccio, e poi avrebbero iniziato a consumare parti di se stessi di cui non avevano più bisogno per produrre energia. Ad esempio, se non avesse più bisogno del suo carrello di atterraggio, lo metterebbe nel ghiaccio: reagirebbe e creerebbe idrogeno, che verrebbe utilizzato per far funzionare il robot. Poi ho iniziato a rendermi conto che passavo tutto il mio tempo a risolvere problemi su pianeti diversi dal nostro. Era più o meno il periodo in cui le persone, almeno negli Stati Uniti, erano entusiaste della prospettiva di inviare esseri umani su Marte e "terraforme' il pianeta rosso. Ho passato l'intera giornata a guardare attraverso gli occhi di questo robot su Marte, e ho sentito una disconnessione con le ambizioni della società di lasciare il nostro pianeta: l'abbiamo distrutto così gravemente che dobbiamo andare su un altro meno abitabile di quello attuale. All'improvviso ho sentito che dovevo fare qualcosa e ho pensato: “Devo risolvere questo problema e iniziare a lavorarci. » pensare ai problemi della terra».

Quindi hai sviluppato il sistema che utilizza l'alluminio per generare idrogeno, che può poi essere convertito in elettricità. Commento Che funzioni?

L'alluminio reagisce naturalmente con l'acqua, ossidandosi e producendo idrogeno e calore. Quando hai dell'alluminio sfuso – una parte di bicicletta, per esempio – e piove, non inizia a reagire spontaneamente perché il metallo sviluppa uno strato di ossido pesante all'esterno che gli impedisce di rompersi e interagire con l'acqua. Dal momento che voglio che reagisca, ho dovuto trovare il modo per farlo rompere questo strato di ossidoe il modo in cui abbiamo scoperto è stato quello di introdurre una lega liquida di gallio e indio.

“Ho iniziato a rendermi conto che passavo tutto il mio tempo a risolvere problemi su pianeti diversi dal nostro”

Quali sono i vantaggi di questa tecnologia?

L'idrogeno è A buon vettore energetico, poiché ce n'è tanto per ogni chilo, e quando si ossida – cioè quando viene bruciato – produce solo acqua, quindi non c'è emissione di carbonio. Sulla Terra questo gas non esiste in forma pura perché è molto reattivo e si trasforma sempre in acqua, quindi dobbiamo fornire energia per ottenerlo nei sistemi. Pertanto, immagazziniamo energia sotto forma di idrogeno. Ma una volta che abbiamo generato l'idrogeno come gas, come lo immagazziniamo? Possiamo farlo in una grande vasca, ma saremo in grado di raggiungere solo una densità di allevamento effettiva del 5%. Questa cifra può essere aumentata in modo significativo liquefacendo l'idrogeno, raffreddandolo e sottoponendolo ad alta pressione, sebbene un altro modo per farlo sia immagazzinarlo come acqua e quindi produrre l'idrogeno esattamente quando è necessario. Questo è quello che facciamo con l'alluminio. In questo modo, se hai bisogno di idrogeno, posso darti dell'alluminio per reagire con l'acqua e produrlo. Inoltre, questa reazione può memorizzare idrogeno con una densità di energia cinque volte maggiore di quella dell'idrogeno liquido.

Quali sono le sue possibili applicazioni?

Questo è molto utile in caso di calamità naturali, in quanto potrebbe essere necessario far funzionare un generatore: potrebbe essere a casa tua, probabilmente con l'acqua a portata di mano. Se vivi in ​​uno stato insulare – per esempio, un'isola caraibica – sei circondato dall'acqua, e questo funziona anche con quello del mare; Ci sono anche benefici associati all'uso di acqua salata.

Che tipo di vantaggi?

Sapevamo che l'alluminio reagiva con l'acqua durante l'introduzione di gallio e indio, ma non sapevamo come recuperarli. Ho scoperto il primo modo per recuperare questi metalli, rendendo questo processo economico per la prima volta. L'unico additivo necessario è il cloruro di sodio; cioè, acqua salata. Provocando la reazione con l'acqua di mare e controllando altri parametri fisici, posso recuperare più del 99% di questi metalli liquidi.

Potremmo utilizzare questo sistema in caso di calamità naturale o finora è stato testato solo in laboratorio?

Per ora viene utilizzato solo in laboratorio, ma ho appena creato un'azienda per iniziare a produrre questi dispositivi. L'ultimo grande ostacolo era come recuperare il catalizzatorealtrimenti perderai molti soldi. Il nostro percorso verso la commercializzazione è fondamentalmente trovare modi per vendere l'idrogeno a un prezzo primo a persone che potrebbero non averne bisogno in caso di emergenza in modo da poter utilizzare quei profitti per sviluppare le tecnologie che invieremo ai paesi colpiti dal cambiamento climatico.

Altri rifiuti diversi dall'alluminio potrebbero essere utilizzati allo stesso modo?

Ci sono tonnellate di idrogeno nella plastica, quindi quello che mi piacerebbe fare, anche se è una tecnologia completamente diversa, è iniziare a capire come possiamo trasformare anche la plastica in idrogeno.

“Questa reazione permette di immagazzinare idrogeno con una densità energetica cinque volte maggiore di quella dell'idrogeno liquido”

In quanto persona alla ricerca di soluzioni per mitigare gli effetti del cambiamento climatico, cosa ne pensa della situazione attuale?

Il clima è già cambiato, non è qualcosa che accadrà in futuro. Mi spaventa perché non vedo che ci stiamo impegnando molto per risolverlo, ed è per questo che parte della mia ricerca si concentra sul fatto che le tecnologie che stiamo sviluppando possano essere utilizzate anche per adattamento ai cambiamenti climatici. Un altro motivo per cui sono così interessato all'energia dai rifiuti è che le comunità che subiscono gli effetti peggiori del cambiamento climatico e dell'inquinamento sono anche quelle che devono fare i conti con tutti i rifiuti. Forse questa tecnologia potrebbe dare loro una spinta economica, poiché non solo aiuterebbe a risolvere il loro problema di inquinamento locale, ma potrebbe anche portarli a beneficiare della raccolta e di un migliore smaltimento di questi rifiuti. Abbiamo ancora molta strada da fare.

Il tempo sta per scadere per affrontare questo problema globale?

Abbiamo esaurito il tempo 20 anni fa. Abbiamo già subito delle perdite, ma dobbiamo evitare che peggiorino. Penso che ci stiamo finalmente muovendo in una direzione ea una velocità in cui possiamo evitare che il cambiamento climatico peggiori. Anche quello che sta accadendo con Russia e Ucraina… spero che questo convinca l'Europa a uscire molto più rapidamente dai combustibili fossili.

Oltre ad essere un ricercatore, partecipi anche a numerose attività di sensibilizzazione. È importante comunicare la scienza ai cittadini?

È importante comunicare la scienza in generale, ma è ancora più importante farlo in un contesto sociale. Penso che dobbiamo raggiungere gli studenti presto e insegnare loro l'etica accanto al contenuto. Abbiamo bisogno che inizino a chiedersi cosa faranno con questa conoscenza una volta che l'avranno acquisita, dal momento che saranno quelli che lavoreranno alla Exxon e alla Shell, per esempio, e potrebbero essere loro a decidere quali tecnologie stanno andando avanti e quali non vengono finanziati. . Se queste persone non hanno appreso le implicazioni di queste tecnologie, non possono essere biasimate per non aver scelto quelle migliori per il mondo.

Sei anche un musicista jazz, pensi che scienza e musica siano legate?

Sì, almeno per quanto riguarda gli aspetti creativi, visto che usano le stesse parti del cervello. Quando suoni jazz con altre persone, si tratta di creare associazioni in tempo reale e giocare con ciò che fanno gli altri. Nella scienza accade la stessa cosa: si ottengono informazioni, si sintetizzano al momento e si traggono nuove conclusioni. In effetti, la ricerca che ho condotto durante il mio master è iniziata quando sono andato a Puerto Rico in tournée con il sassofonista Miguel Zenon. Mentre ero lì, ho visto gli scarti di alluminio ed è quello che mi ha ispirato. Penso che sarebbe un bene per la società se più scienziati e ingegneri saranno coinvolti in attività artistiche o culturali poter interagire con persone che potrebbero utilizzare le loro innovazioni.

Questo articolo è originariamente apparso su SINC. Leggi l'originale qui.