Produrre idrogeno dall'acqua e dall'organosilano

[Regazzoni]

La reazione è la seguente:

HC(SiH3)3 + 9 H2O = HC(Si(OH)3)3 + 9 H2

Dove HC(SiH3)3 è una molecola di organosilano (ridotto) che contiene 9 atomi di idrogeno.

9 H2O sono nove molecole di acqua.

HC(Si(OH)3)3 è una molecola di organosilano (ossidato, ossia invece di contenere 9 atomi di idrogeno contiene 9 ossidrili -OH).

9 H2 sono nove molecole di idrogeno.

Come potete vedere partendo da una molecola di organosilano ridotto e nove molecole di acqua si ottengono una molecola di organosilano ossidato e nove molecole idrogeno.

Tale reazione per poter avvenire (ossia per poter spostare l’equilibrio a destra) necessita solo di un catalizzatore a base di Renio.

Ciascuna molecola di idrogeno (H2)si forma dall’unione di un atomo di idrogeno donato dall’organosilano ed un atomo di idrogeno donato dall’acqua.

Un piccolo reattore in cui far avvenire la suddetta reazione dovrebbe essere un accrocchio semplice e leggero dato che per far avvenire la reazione non occorrono temperature e pressioni diverse da quelle ambientali.

Se mettiamo tale accrocchio su un’auto elettrica alimentata dall’elettricità prodotta da fuel cells (alimentate da idrogeno) posiamo produrre l’idrogeno direttamente sull’auto e solo quando le fuel cells lo richiedono. Basta rifornire l’auto di organosilano e di acqua, bypassando l’immenso problema della produzione, stoccaggio e distribuzione dell’idrogeno, senza contare poi che verrebbe anche eliminato il grosso problema di un serbatoio di idrogeno sull’auto.

Tutto rose e fiori?

No! (E te pareva!)

L’affare sembra promettente per numerose questioni, ma occorre farsi bene i conti su due cose:

1)costi economici ed ambientali di produzione e distribuzione dell’organosilano ridotto

2)costi di recupero e riciclo dell’organosilano ossidato.

Proprio a causa dei due problemi che hai citato si dovrebbe capire che non si tratta di produzione a bordo di idrogeno.

Immagino che l'organosilano sia in forma liquida (altrimenti se è solido è davvero un casino caricarlo e scaricarlo dall'auto).

Piccolo problema: non sono stato a controllare il peso atomico e quindi vado a spanne, ma direi che per produrre un chilo di idrogeno servano almeno 40 o 50 chili di organosilano.

Quindi per avere un autonomia decente (imagino 15-20 chili di idrogeno) devo caricare alcuni quintali di organosilano che mi devo portare dietro anche quando sono già a secco (cosa che non avviene per nessun altro tipo di carburante eccetto le pile). E ovviamente per ogni chilo di idrogeno devo aver caricato almeno una decina di litri d'acqua...

Poi c'è un altro problema. Dove ricavi l'enrgia (anche se non enorme) per far avvenire questa reazione? Immagino sia endotermica (cioè che assorba energia per avvenire) e non esotermica.

Il vantaggio dell'oraganosilano non è quello di poter far avvenire la reazione a bordo, ma di farla avvenire a bassa temperatura e tramite un catalizzatore (l'organosilano) facilmente rigenerabile.

In un impianto fisso, non eccessivamente complicato, si può far avvenire la reazione per ottenere l'idrogeno (apportando calore nel modo che piace di più) e poi rigenerare l'organosilano (anche qui apportando un bel po' di calore).

[copco]

Proprio a causa dei due problemi che hai citato si dovrebbe capire che non si tratta di produzione a bordo di idrogeno.

Immagino che l'organosilano sia in forma liquida (altrimenti se è solido è davvero un casino caricarlo e scaricarlo dall'auto).

Piccolo problema: non sono stato a controllare il peso atomico e quindi vado a spanne, ma direi che per produrre un chilo di idrogeno servano almeno 40 o 50 chili di organosilano.

Quindi per avere un autonomia decente (imagino 15-20 chili di idrogeno) devo caricare alcuni quintali di organosilano che mi devo portare dietro anche quando sono già a secco (cosa che non avviene per nessun altro tipo di carburante eccetto le pile). E ovviamente per ogni chilo di idrogeno devo aver caricato almeno una decina di litri d'acqua...

Poi c'è un altro problema. Dove ricavi l'enrgia (anche se non enorme) per far avvenire questa reazione? Immagino sia endotermica (cioè che assorba energia per avvenire) e non esotermica.

Il vantaggio dell'oraganosilano non è quello di poter far avvenire la reazione a bordo, ma di farla avvenire a bassa temperatura e tramite un catalizzatore (l'organosilano) facilmente rigenerabile.

In un impianto fisso, non eccessivamente complicato, si può far avvenire la reazione per ottenere l'idrogeno (apportando calore nel modo che piace di più) e poi rigenerare l'organosilano (anche qui apportando un bel po' di calore).

No, devi rileggerti il tutto.

Volendo, l’idrogeno può essere prodotto a bordo.

L’organosilano non è un catalizzatore, il catalizzatore è il Renio.

Leggiti bene la reazione chimica che ho scritto.

Per ottenere un chilo di idrogeno occorrono 5,89 chili di organosilano e 8,89 chili di acqua ossia 14,89 chili di materiali di partenza.

Da un peso totale di quasi un quintale e mezzo(fra organosilano + acqua) si ottengono quindi solo 10 chili di idrogeno.

Ora un quintale e mezzo sembra tanto e 10 chili di idrogeno sembrano pochi.

Chiediamoci però quanto pesa un serbatoio adatto a contenere idrogeno.

Dieci chili di idrogeno sembrano pochi ma teniamo presente che corrispondono a 40 litri di benzina perché bruciando un chilo di idrogeno produci la stessa energia che produci bruciando tre chili di benzina (quindi 10 chili di idrogeno sono come 30 chili di benzina) e inoltre un litro di benzina pesa solo tre quarti di chilo, ossia un chilo di benzina sono 1,35 litri, per cui 30 chili sono circa 40 litri di benzina.

Se dieci chili di idrogeno ci sembrano pochi forse cambiamo idea se diciamo che corrispondono a circa 40 litri di benzina.

[Regazzoni]

No, devi rileggerti il tutto.

Volendo, l’idrogeno può essere prodotto a bordo.

L’organosilano non è un catalizzatore, il catalizzatore è il Renio.

Leggiti bene la reazione chimica che ho scritto.

Per ottenere un chilo di idrogeno occorrono 5,89 chili di organosilano e 8,89 chili di acqua ossia 14,89 chili di materiali di partenza.

Da un peso totale di quasi un quintale e mezzo(fra organosilano + acqua) si ottengono quindi solo 10 chili di idrogeno.

Ora un quintale e mezzo sembra tanto e 10 chili di idrogeno sembrano pochi.

Chiediamoci però quanto pesa un serbatoio adatto a contenere idrogeno.

Dieci chili di idrogeno sembrano pochi ma teniamo presente che corrispondono a 40 litri di benzina perché bruciando un chilo di idrogeno produci la stessa energia che produci bruciando tre chili di benzina (quindi 10 chili di idrogeno sono come 30 chili di benzina) e inoltre un litro di benzina pesa solo tre quarti di chilo, ossia un chilo di benzina sono 1,35 litri, per cui 30 chili sono circa 40 litri di benzina.

Se dieci chili di idrogeno ci sembrano pochi forse cambiamo idea se diciamo che corrispondono a circa 40 litri di benzina.

Ho fatto i conti delle masse e addirittura con i tuoi conti si ottengono 18 (e non 10) chili di idrogeno.

Però se aggiungiamo il serbatoio dell'organosilano, il serbatoio dell'acqua e il serbatoio dell'ornanosilano esausto le masse fisse continuano ad essere molto elevate.

E' molto meglio investire in sistemi di stoccaggio dell'idrogeno sicuri e leggeri e produrre a terra l'idrogeno da questa reazione. Oltretutto le procedure di rifornimento sarebbero comunque meno laboriose: trasferire il solo idrogeno l'idrogeno rispetto a caricare l'organosilano, caricare l'acqua e scaricare l'organosilano esausto.

[copco]

Hai sbagliato i conti.

[Guglielmo]

sai Copco

l'organosilano pensavo fosse uno strumento musicale calabrese

scusa eh

[Regazzoni]

Hai sbagliato i conti.

HC(SiH3)3 + 9 H2O = HC(Si(OH)3)3 + 9 H2

Può essere!

Vediamo se mi ricordo ancora un po' di calcolo molare.

HC(SiH3)3 = H + C + 3 Si + 9 H = 1 + 6 + 3*14 + 9*1 = 58

9 H2O = 18 H + 9 O = 18*1 + 9*8 = 90

9 H2 = 18 H = 18

Quindi 58 + 90 = 148 uniotà di materiali di partenza

e 18 unità di Idrogeno gassoso.

[Omphalos]

"Abbiamo scoperto un catalizzatore - spiega Abu-Omar - che può produrre grandi quantità di idrogeno senza aver bisogno di temperature estremamente basse o di pressioni troppo alte come gli altri metodi di produzione e di stoccaggio. È possibile che questa tecnica possa condurci verso celle a combustibile più sicure, più efficienti e non dipendenti dai carburanti fossili come fonte di energia."

La scoperta del catalizzatore mi pare proprio una buona cosa, perché permette di avere delle condizioni di reazione poco pericolose, ma la non dipendenza dal petrolio mi pare ancora lontana

Propongono di usare un organosilano, ma l'idrogeno di un organosilano altro non è che quello attaccato a una catena alchilica

Questi organosilani industralmente vengono prodotti tutti mediante una reazione catalizzata a partire da silicio e alogenoderivati degli alcani

Si + Cl-R -> mix di cloruri silico-alchilici

Gli atomi di idrogeno che interessano altro non sono che quelli presenti negli alcani (gruppo R della reazione), la cui fonte principale attualmente è il petrolio; inoltre (per guardare anche il portafogli) produrre silicio dalla silice costa

[copco]

Può essere!

Vediamo se mi ricordo ancora un po' di calcolo molare.

HC(SiH3)3 = H + C + 3 Si + 9 H = 1 + 6 + 3*14 + 9*1 = 58

9 H2O = 18 H + 9 O = 18*1 + 9*8 = 90

9 H2 = 18 H = 18

Quindi 58 + 90 = 148 uniotà di materiali di partenza

e 18 unità di Idrogeno gassoso.

[Regazzoni]

No Regazzoni, hai confuso il numero atomico con la massa atomica.

Ecco perchè i tuoi conti non tornano.

Il Carbonio pesa 12, non 6.

Il Silicio pesa 28, non 14.

L'Ossigeno pesa 16, non 8.

L'unico elemento che hai calcolato bene è l'Idrogeno perchè solo nel caso dell'Idrogeno il numero atomico coincide col peso atomico.

Per calcolare i pesi molecolari consulta la tavola periodica degli elementi guardando la massa atomica, non il numero atomico.

[Regazzoni]

La scoperta del catalizzatore mi pare proprio una buona cosa, perché permette di avere delle condizioni di reazione poco pericolose, ma la non dipendenza dal petrolio mi pare ancora lontana

Propongono di usare un organosilano, ma l'idrogeno di un organosilano altro non è che quello attaccato a una catena alchilica

Questi organosilani industralmente vengono prodotti tutti mediante una reazione catalizzata a partire da silicio e alogenoderivati degli alcani

Si + Cl-R -> mix di cloruri silico-alchilici

Gli atomi di idrogeno che interessano altro non sono che quelli presenti negli alcani (gruppo R della reazione), la cui fonte principale attualmente è il petrolio; inoltre (per guardare anche il portafogli) produrre silicio dalla silice costa