Estrazione idrogeno

[ignorantecurioso]

Buongiorno a tutti,
chiedo venia ma sono molto curioso e non so dove postare il quesito, se è la sezione sbagliata me ne scuso e nel caso chiedo gentilmente di spostarla dove più congruo.
Stavo pensando a tutti i problemi che abbiamo per trovare una fonte di energia sostenibile e possibilmente green e ho pensato a un sistema sostenibile in grado di estrarre l'idrogeno e quindi chiedo se il sistema che vado ad esporre potrebbe essere corretto. Il sistema è basato su semplice ricerca di possibili combinazioni senza entrare nel merito della chimica e senza considerare tutto ciò che non conosco. probabilmente sono errate anche le formule ma vorrei sapere se il concetto è credibile.
Detto ciò ecco cosa ho pensato:

1. Na + H2O (sodio + acqua)
2. Estrazione, attraverso idrogenazione, di 2NaOH (idrossido di sodio) e H2 (idrogeno). La reazione produce calore! Metto da parte l’idrogeno.
3. Viene aggiunto HCl (Acido cloridrico) all’Idrossido di sodio che produce NaCl (Cloruro di sodio) + H2O (Acqua). Reimmetto nel sistema l'Acqua.
3. Genero la riduzione termica del Cloruro di sodio generando nuovamente 2Na (Sodio metallico) + Cl2 (Cloro). Reimmetto nel sistema il Sodio metallico.
4. Aggiungo Acqua al Cloro (Cl2 + H2O) ottenendo HCl (Acido cloridrico) che reimmetto nel sistema e HClO (Acqua di cloro).
 
Il sistema sembra generare H semplicemente utilizzando il calore (si può utilizzare quello prodotto dal sole) e l'aggiunta di H2O. Avendo come scarto HClO.
Estraggo l’idrogeno attraverso l’idrogenazione e lo aggiungo di nuovo attraverso la sintesi dal cloro elettrolitico. Il sistema dovrebbe necessitare solo di H2O e calore.


Cosa ne pensate? E' corretto? Sarebbe sostenibile per estrarre Idrogeno green?

Grazie

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Senza contare il possibile riutilizzo dell'energia generata dal sodio che viene a contatto con l'acqua...

[ignorantecurioso]

In più mi viene da pensare:
come mai nessuno ha pensato a costruire un reattore in grado di controllare e sfruttare la reazione esotermica di questi elementi per produrre energia? D'altra parte la reazione avviene naturalmente a temperatura ambiente generando come scarti elementi riutilizzabili come esposto sopra...

[EdoB]

Quello che hai scritto è privo di senso chimico e fisico. Non ho personalmente tempo di mettermi ora a spiegare perchè non ha senso, dico solo che prima di fare queste ingenue considerazioni è effettivamente necessario studiarle certe cose. Faccio solo una domanda per farti riflettere, non pensi che basterebbe usare direttamente l'energia solare invece che passare per tutti questi complicatissimi processi?

[ignorantecurioso]

Buongiorno Edo,
lungi da me avere una spiegazione sul perchè sia priva di senso chimico e fisico (anche perchè anche se me la spiegassi probabilmente non la capirei). Mi era solo balenata in mente la cosa e non conoscendo personalmente persone in grado di dirmi se la cosa avesse senso o meno mi sono iscritto a questo forum per derimere il mio ingenuo dubbio... non a caso mi sono appunto firmato "ignorantecurioso".
Sul web ho letto che per estrarre idrogeno dall'acqua attraverso l'elettrolisi serve comunque molta energia e quindi alla fine anche utilizzando l'energia solare la percentuale d rendimento sarebbe del 60%.
Considerando che quelle sopra citate dovrebbero essere reazioni chimiche che non presuppongono l'utilizzo di energia esterna, o nel caso, il calore generato dalla reazione tra sodio e acqua potrebbe essere comunque imbrigliato e utilizzato per generare l'energia necessaria (o forse no) e magari di più, a portare a termine tutto il processo, mi sembrava una soluzione, passami il termine, "chiusa" con un rendimento migliore.
Ovviamente potrebbe bastare la prima reazione ma l'idea di tutto ciò era di riuscire a chiudere il sistema e rigenerare tutti gli elementi necessari sempre e solo con l'aggiunta di sola acqua...

[zodd01]

Io ho capito lei si sta immaginando un sistema circolare alimentato dal Sole e le specie chimiche si riciclano all'infinito. L'indirizzo é giusto, viviamo tempi di transizione energetica e verso una economia circolare, quindi ritengo lei sia al passo coi tempi.

Tuttavia ció che ha scritto non ha molto senso, sia per la terminologia non appropriata, sia perché ad una prima occhiata sembra violi le leggi della termodinamica.

Allora iniziamo dal punto 1. Lei scrive di far reagire il sodio metallico con l'acqua e mettere da parte l'idrogeno gassoso generato. Vabbé fino a qui ci siamo, ma dovrebbe chiedersi dove ha preso il sodio metallico e come é stato prodotto. Ok.


Al punto 2 non si capisce che cosa vorrebbe idrogenare. NaOH e H2 sono i prodotti della reazione fra sodio metallico e acqua, e lei vuol mettere da parte l'idrogeno gassoso formatosi. Va bene, ma questa non é una reazione di idrogenazione. Ma una ossido-riduzione come le combustioni.

Al punto 3, lei vorrebbe poi, a reazione punto 1 finita, neutralizzare la soluzione basica ottenuta con HCl. Va bene, si forma NaCl e H2O. Siamo arrivati ad avere acqua e sale. 

Al punto 4 che lei riscrive come 3 dice di voler trasformare NaCl nuovamente in sodio metallico e Cl2. Ammesso che dalla soluzione del punto 3 noi abbiamo fatto evaporare tutta l'acqua e ottenuto del cloruro di sodio, le posso assicurare scaldandolo non si riduce a Na e Cl2. Cosa che lei puó facilmente appurare mettendo del sale da cucina in una pentola d'acciaio sul fornello. Per ridurre NaCl ce ne vuole.

Al punto 5 che lei scrive come 4, mette il cloro gassoso nell'acqua che farebbe HCl e acido ipocloroso HClO. Intanto a causa del punto 4, lei non avrebbe nessun cloro gassoso da mettere nell'acqua, ed anche l'avesse le assicuro il cloro nell'acqua non fa HCl e HClO. Credo questa reazione di dismutazione, si dice cosí, avvenga fra cloro gassoso e una soluzione acquosa fortemente basica, con NaOH o simili. Ma in ambiente neutro proprio no.

Quindi mi dispiace il suo sistema circolare non funzionerebbe. Si fermerebbe ad acqua e sale. 

Per avere idrogeno verde, sul quale stanno lavorando le piú grandi aziende da Sasol a Enel Green Power a Eni, si utilizza l'elettrolisi di soluzioni acquose saline, ma alimentate da fonti rinnovabili quali fotovoltaico o eolico. Dovrebbe partire un impianto pilota in Sicilia nei prossimi anni.

Spero di esserle stato d'aiuto.

[luigi_67]

La produzione di idrogeno è sicuramente conveniente farla attraverso elettrolisi di soluzioni saline (basta anche l'acqua e sale di cui si parlava) direttamente con l'energia prodotta da fonti "green" quali solare ed eolico in primis. E' uno dei metodi che consente di accumulare, trasformandola, l'energia in più prodotta da questi impianti: l'idrogeno prodotto può essere infatti utilizzato a sua volta come sorgente per produrre nuova energia in altri contesti. Il rendimento, anche non fosse elevatissimo, è compensato dalla disponibilità di queste sorgenti di energia, alla fine dei conti il bilancio è comunque positivo e come diceva giustamente Zodd, ci sono dei progetti pilota su questo metodo.

Un saluto
Luigi

[ignorantecurioso]

Grazie gentilissimo!
Ovviamente ci sono errori e leggerezze, non conosco la chimica come non conosco la fisica e la matematica. Questo perchè con una semplice ricerca e senza eseguire i dovuti calcoli mi limito a leggere che per una data reazione chimica serve calore o energia ma poi non è specificato se quel calore deve essere di 100° o di 1.500° e allo stesso modo non sono in grado di comprendere la differenza tra molecole, atomi, ioni positivi e negativi frutto di queste reazioni. Diciamo che molto ingenuamente volevo buttare li un'idea e capire "da chi ne capisce" se fosse fondata o meno. Anche perchè si sa... tante scoperte sono arrivate da chi ha provato a fare cose stupide o errori che poi si sono rivelati delle svolte scientifiche (lungi da me arrivare a tanto).
Ora, giusto per rispetto, spiego come sono arrivato ai punti dolenti:
Abbiamo detto OK per sodio e acqua (dobbiamo anche dire però che si dovrebbe imbrigliare il calore generato dalla reazione per essere riutilizzato), dove prendiamo il sodio di partenza non credo sia un problema, neutralizziamo la soluzione basica ottenuta con HCL e otteniamo acqua e sale. Ora ho letto che è possibile ottenere sodio metallico e cloro attraverso l'elettrolisi del cloruro di sodio (https://www.gmpe.it/chimica/elettrolisi - https://aulascienze.scuola.zanichelli.it...dio-fuso-2), ovviamente serve energia ma abbiamo detto che potremmo recuperarla dalla reazione tra sodio e acqua (sarà sufficiente? chi lo sa?). Riguardo al cloro cito testualmente:
"Nelle soluzioni acquose di cloro, dette acqua di cloro, il cloro reagisce lentamente con l'acqua formando, attraverso un processo di equilibrio, acido cloridrico e acido ipocloroso: Cl2+H2O ⇄ HCl+HClO. Alla formazione di acido ipocloroso sono in buona parte dovute le energiche proprietà ossidanti dell'acqua di cloro. Il cloro è una sostanza fortemente reattiva, che può combinarsi direttamente con la maggior parte degli elementi chimici, metallici e non metallici, spesso attraverso reazioni fortemente esotermiche" da https://www.sapere.it/enciclopedia/cl%C3%B2ro.html.
Ribadisco che era tutto frutto di semplice ricerca e dove cercavo la soluzione che volevo ottenere... senza considerare le energie in gioco, le reazioni in gioco e i reali sotto prodotti di queste reazioni.
Ecco qui... grazie per la spiegazione!

Continuerò ad essere curioso, a farmi domande e cercare risposte... chissà mai che stimolo il prossimo, insinuo un dubbio o accendo un'idea o un'associazione di idee che permetta di cambiare il mondo!
Non limitatevi mai, non frenatevi mai... una cosa che potrebbe essere stupida o limitante per voi potrebbe magari aiutare altri a raggiungere dei risultati concreti.

Buona continuazione a tutti e grazie ancora per le spiegazioni!