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Auto a Fuel Cell: corretto puntare su questa tecnologia?

Edoardo SadaEdoardo Sada

Questo articolo è frutto di una riflessione emersa al seguito di annunci fatti da importanti case automobilistiche all’avanguardia nel campo dell’elettrico.
Questi players sembrano intenzionati a perseguire la strada dell’elettrificazione utilizzando anche sistemi ad idrogeno, i cosiddetti FCEV (Fuel Cell Vehicles).
Questi veicoli ottengono l’energia necessaria ad alimentare i motori elettrici sfruttando le capacità dell’idrogeno di creare elettricità una volta immesso in un Fuel Cell Stack.

Vediamo in breve come funziona questa tecnologia:
Per creare elettricità l’idrogeno e l’ossigeno vengono combinati nel Fuel Cell Stack  (pile a celle di combustibile) dove, da una parte, viene immesso e successivamente scisso l ’idorgeno grazie all’interazione con le celle che così ne separano protoni ed elettroni; questi ultimi sono incamerati in un anodo e quindi rilasciano l’energia necessaria al motore elettrico, ed arrivano successivamente ad un catodo.
Attraverso il catodo gli elettroni passano nella parte della fuel cell stack dove viene rilasciato l’ossigeno scindendone le molecole e generando due ioni di ossigeno (negativi) che si vanno quindi a combinare con i protoni (positivi) di idrogeno permeati attraverso un elettrolita ad alta permeabilità protonica, che, posto fra anodo e catodo, separa fisicamente la parte in cui viene immesso l’idrogeno dalla parte in cui viene immesso l’ossigeno.
A questo punto la reazione è terminata e si è formato un ciclo privo di fiamma che da un lato rilascia energia come output principale dall’altro acqua ed aria come residuo finale del ciclo.

Di seguito lo schema:

sequenza reazione idrogeno ed ossigeno in fuel cell stack

La propulsione ad idrogeno è di per sé un argomento molto interessante e con ampi margini di sviluppo futuri, tuttavia, al momento, noi non riusciamo a vedere in tale tecnologia un elemento di innovazione sostenibile, per vari motivi:
In primis per produrre idrogeno come combustibile viene oggi giorno utilizzata una tecnica, denominata reforming, che a conti fatti vede 9 kg di combustibili fossili impiegati per produrre 1 kg di idrogeno combustibile; tali rapporti sono migliorabili ma servirà tempo.

In secondo luogo, una volta prodotto tale combustibile con le emissioni sopra citate rimane il problema di doverlo distribuire, quindi serve una rete di distribuzione di un prodotto che va trasportato e di conseguenza nuove emissioni; per non parlare della pericolosità di trasportare idrogeno compresso a bordo di un veicolo ( nel 2010 il ministero dei trasporti, proprio durante una fase di sperimentazione di auto ad idrogeno, impose un limite di 200 bar di pressione all’interno dei serbatoi atti a contenere l’idrogeno, proprio per motivi di sicurezza).

Hydrogen tankE

Ultimo ma non meno importante le auto a Fuel Cell disperdono il 42% dell’energia del combustibile proprio nelle fuel cells ed un altro 18% dal sistema di trasmissione, portando il valore finale di efficienza del sistema al 40%.
In un’auto elettrica a batterie si ha una dispersione del 25% fra sistema di raffreddamento e trasmissione il che porta l’efficienza del veicolo al 75% circa, quindi rimane di per se una teconologia più semplice, potenzialmente meno pericolosa, e più efficiente.

A conti fatti quindi l’alimentazione ad idrogeno risulta essere ancora molto inquinante (per motivi di produzione e distribuzione dello stesso), i sistemi di propulsione ad idrogeno sono meno efficienti ed i livelli di sicurezza sono più bassi rispetto ad un auto a batteria.
Probabilmente, se in futuro al posto del reforming verrà utilizzata l’elettrolisi, l’idrogeno potrà diventare un combustibile la cui produzione comporterà meno emissioni, a patto che l’energia utilizzata in tale processo di produzione dell’idrogeno sia creata da fonti rinnovabili.

Detto ciò SpireAll rimane favorevole a qualsiasi innovazione abbatta le emissioni dei veicoli, ma attenti a non scambiare per oro tutto ciò che luccica (o sembra non produrre emissioni nel nostro caso :).