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Cosa sono e come funzionano le auto a celle di combustibile a idrogeno?
Le Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) a idrogeno emettono solo acqua, questa tecnologia potrebbe salvare le auto come lo conosciamo
Top Gear Team
Pubblicato il: 21 set 2024Che cos'è un'auto a idrogeno?
È un'auto alimentata a idrogeno (ma non è così semplice). Da decenni ormai, si parla dell'idrogeno come della “Next Big Thing” per la mobilità, ma di auto al momento se ne sono viste poche. Forse il fatto che l’idrogeno sia il gas più leggero ed esplosivo del mondo potrebbe spiegare il perché.
Quali sono i lati positivi?
L’idrogeno è tutto intorno a noi, è uno degli elementi base dell'acqua (H2O - due atomi di idrogeno e uno di ossigeno), si tratta quindi di un elemento molto più facile da trovare rispetto al petrolio. Quando viene utilizzato, come risultato si ottiene acqua, quindi è un’ottima soluzione per la mobilità a emissioni zero. Inoltre, è possibile fare rifornimento proprio come con la benzina, in pochi minuti presso una stazione di servizio.
Ok, quali sono gli aspetti negativi?
L'idrogeno non è un'idea nuova. Già negli anni '20 i dirigibili utilizzavano l'idrogeno, ma purtroppo ci furono decine di incendi, con numerose vittime. Alla fine degli anni '30, il disastro dell'Hindenburg fu la goccia che fece traboccare il vaso e mise fine ai dirigibili a idrogeno.
Ma è sicuro per le auto?
Può esserlo. L'idrogeno sui veicoli viene immagazzinato in un serbatoio (o due) ad alta pressione, a 700 bar (per avere un'idea, i pneumatici delle auto si gonfiano a 2,2 bar) e se in qualche modo si verifica una perdita, è molto probabile che si avvii una combustione spontanea. È importante notare che nei veicoli l'idrogeno non viene utilizzato per la combustione.
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Come funziona quindi l'idrogeno in un'auto?
Dal serbatoio, l'idrogeno passa attraverso un anodo in una cella a combustibile. L'anodo è dotato di un catalizzatore - solitamente platino – che forza l'idrogeno a dividersi in protoni ed elettroni. I protoni passano attraverso una particolare membrana, la Proton Exchange Membrane (PEM), mentre gli elettroni, che non riescono ad attraversare la PEM, tramite un circuito vengono inviati ad alimentare il motore, quindi escono dall'altra parte per combinarsi con l'ossigeno dell'aria. L'H2 si trasforma in H2O, sotto forma di vapore acqueo.
Sembra simile a una batteria
E proprio come una batteria, sono necessari metalli preziosi che non sono facili da reperire e che ovviamente non sono economici. Proprio questo è stato il problema dell'idrogeno per tutti questi decenni: il costo.
L'installazione di una stazione di rifornimento di idrogeno, che scinde le molecole d'acqua in loco, costa circa 1 milione di euro. Inoltre, la scissione degli atomi richiede energia, che non sempre è verde. L'alternativa alla scissione degli atomi in loco è l'utilizzo di autocisterne per trasportare l'idrogeno alle stazioni di rifornimento. C'è una certa ironia nel fatto che un camion, proprio come avviene ora con i carburanti, trasporti energia “verde” in tutto il Paese.
C'è un modo per tenere al sicuro l’idrogeno nei serbatoi di carburante?
Assolutamente sì. L'idrogeno viene già utilizzato in alcuni Paesi, su qualche veicolo commerciale, come gli autobus: è più adatto per i veicoli pesanti, perché l'idrogeno ha una densità di energia elevata e soprattutto è più leggero rispetto alle attuali e alle prossime batterie chimiche.
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Ah, le batterie. Non dovrebbero essere la Next Big Thing?
Chi ci investe vuole assolutamente che lo siano, ma i veicoli elettrici a batteria hanno i loro limiti. Oltre alle differenze di densità energetica già citate, l'infrastruttura necessaria per garantire che ogni famiglia possa ricaricare la batteria dell'auto a casa propria, o nelle vicinanze non è ancora pronta. In alcune zone non sarà mai possibile accedere facilmente all'infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici, per cui è importante trovare un'alternativa.
Qual è la soluzione?
Alcune case automobilistiche sono convinte che lo sviluppo dell'idrogeno e dei veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV) sia una buona idea. Recentemente BMW ha annunciato che prevede di avviare le vendite delle auto a idrogeno a partire dal 2028, grazie allo sviluppo di una piattaforma realizzata in collaborazione con Toyota. Le Case automobilistiche stanno conducendo ricerche anche sui carburanti sintetici.
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Proprio il CEO di BMW, Oliver Zipse, ha affermato che è difficile che l'idrogeno diventi un prodotto di larga diffusione, almeno per le autovetture. Quindi, nel futuro prossimo è probabile che dovranno convivere diverse soluzioni fino a quando la tecnologia non giungerà a un’evoluzione ecologica definitiva (il teletrasporto?). Altrimenti gli esseri umani dovranno imparare a volare…