L’idrogeno è l’elemento più semplice dell’universo, con ogni atomo composto da un solo protone e un elettrone. È anche l’elemento più abbondante in natura, rappresentando più del 90% dell’universo osservabile. Infatti, l’idrogeno atomico rappresenta più del 30 per cento della massa del sole.
La scoperta dell’idrogeno gassoso emerse dai dubbi sollevati dalle osservazioni di scienziati e filosofi. Essi non credevano che l’acqua e l’ossigeno fossero elementi di base. L’idrogeno fu identificato per la prima volta dallo scienziato britannico Henry Cavendish, che dimostrò alla Royal Society di Londra nel 1766 che esistevano due diversi tipi di aria: “aria fissa”, o anidride carbonica – e “aria infiammabile”, o idrogeno.
Il signor Cavendish dimostrò anche che l’idrogeno era molto più leggero dell’aria – e fu il primo a produrre acqua da idrogeno e ossigeno con l’aiuto di una scintilla elettrica. Il chimico francese Antoine Laurent Lavoisier ripeté gli esperimenti di Cavendish.
Dopo diversi tentativi, anche lui riuscì a combinare idrogeno e ossigeno per produrre acqua. Gli esperimenti di Lavoisier del 1785 – eseguiti di fronte a numerosi scienziati – furono considerati definitivi. Il francese fu anche il primo scienziato ad assegnare dei nomi all’idrogeno e all’ossigeno.
Durante il XIX secolo, le caratteristiche e i potenziali usi dell’idrogeno furono discussi da ecclesiastici, scienziati e scrittori di fantascienza. Nel romanzo di Jules Verne del 1874 “L’isola misteriosa”, un ingegnere informa i suoi colleghi che:
L’interesse pratico per l’idrogeno come combustibile crebbe in Europa dopo la prima guerra mondiale – spinto in parte dal crescente interesse per l’autosufficienza energetica. Lo scienziato scozzese J.B.S. Haldane sostenne la derivazione dell’idrogeno dall’energia eolica attraverso la scissione dell’acqua.
La seconda guerra mondiale spinse ancora di più la ricerca del carburante a idrogeno. L’ingegnere tedesco Rudolf Erren convertì all’idrogeno camion, autobus, sottomarini e motori a combustione interna.
L’aumento della domanda di carburante e i rischi di interruzione delle forniture portarono il governo australiano a considerare l’idrogeno industriale – fino a quando la vittoria degli alleati rese nuovamente disponibili petrolio e benzina a basso costo.
L’esercito degli Stati Uniti ha anche esplorato l’uso dell’idrogeno per la sua Air Force, l’esercito e la marina durante la guerra. Questi sforzi alla fine portarono all’uso dell’idrogeno liquido nel programma spaziale degli Stati Uniti.
Gli anni ’50 videro l’uso dell’idrogeno nello spazio esterno – una cella a combustibile che combinava idrogeno e ossigeno per produrre elettricità e acqua. Negli anni ’60, diversi scienziati proposero l’uso dell’energia solare per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno – che in seguito sarebbero stati ricombinati nelle celle a combustibile.
L’anno 1970 ha segnato il primo uso della frase “economia dell’idrogeno”, da General Motors (GM). Gli ingegneri di quella casa automobilistica prevedevano l’idrogeno come “il carburante per tutti i tipi di trasporto”. La crisi del carburante del 1973 diede anche una spinta all’interesse scientifico per l’idrogeno. Lo shock suggerì che l’era del petrolio a buon mercato era finita – e che erano necessarie delle alternative.
Molti ricercatori sostennero la produzione di idrogeno per elettrolisi dai reattori nucleari. I governi degli Stati Uniti, dell’Europa e del Giappone cominciarono a finanziare la ricerca sull’idrogeno – anche se con somme molto inferiori a quelle destinate al syngas e all’energia nucleare. All’inizio degli anni ’80, molti pensavano che l’economia dell’idrogeno fosse “sulla buona strada”
Nei due decenni successivi, i prezzi del petrolio scesero di nuovo ai minimi storici. La marea di petrolio a buon mercato ha fatto scemare l’interesse per l’idrogeno – e il sostegno alla ricerca. Ma sviluppi paralleli hanno mantenuto viva l’idea di un mondo post-carburante. Le scoperte della tecnologia delle celle a combustibile, il dibattito sul futuro del petrolio e la preoccupazione per l’ambiente hanno tenuto a galla le esplorazioni.
Indubbiamente, questi sviluppi rappresentano un impulso ancora maggiore per il cambiamento rispetto allo shock petrolifero degli anni ’70. Infatti, l’idea di un’economia dell’idrogeno si è diffusa dagli ingegneri ai dirigenti.
L’azienda che aveva coniato la frase 30 anni prima – General Motors – è un esempio. “La nostra visione a lungo termine”, ha annunciato il direttore esecutivo Robert Purcell alla riunione annuale della National Petrochemical & Refiners Association nel maggio 2000, “è di un’economia dell’idrogeno.”