Idrogeno

#futuremobility

Contributo di Pedro Barata
14 maggio 2024
5 minuti letto

Come funziona l'idrogeno: il principio delle celle a combustibile

L'idrogeno: Il carburante del futuro per il trasporto su strada?

Si parla sempre più spesso di celle a combustibile a idrogeno come carburante del futuro per i veicoli pesanti. Voglio dare una rapida panoramica su come funziona e perché fa parte del futuro del trasporto stradale.

Quando parliamo di idrogeno come carburante, parliamo di una reazione chimica che utilizza l'idrogeno per produrre energia molto rapidamente, energia che alimenterà una cella a combustibile. Le preoccupazioni ambientali hanno spinto questa tecnologia a progredire già da qualche anno, perché non produce emissioni inquinanti o gas a effetto serra (CO₂) quando è in funzione.

Il principio della cella a combustibile non è tuttavia nuovo. È stato scoperto dal tedesco Christian Schönbein nel 1839 e sviluppato dall'inglese William R. Grove negli anni successivi. Si basa su una semplice reazione chimica: Idrogeno + Ossigeno produce elettricità + acqua + calore.

L'idrogeno viene immagazzinato sotto pressione in uno speciale serbatoio del veicolo. Questo gas (H₂), combinato con l'ossigeno (O₂) dell'aria ambiente, alimenta la cella a combustibile. I due gas reagiscono elettrochimicamente all'interno della batteria. Questa reazione produce elettricità per alimentare i motori elettrici del veicolo, rilasciando solo calore e vapore acqueo (H₂O) attraverso il tubo di "scarico".

L'idrogeno, un concorrente più che credibile del gasolio per i veicoli commerciali pesanti

I veicoli commerciali percorrono lunghe distanze con le loro merci, quindi hanno bisogno di un'autonomia molto lunga e di un carico utile molto elevato.
L'idrogeno offre lunga autonomia il rifornimento richiede solo pochi minuti grazie a pompe in grado di iniettare rapidamente idrogeno pressurizzato nel serbatoio. Un altro vantaggio è l'assenza di una batteria pesante, che riduce drasticamente il carico utile - ad esempio, per spingere un CV da 38 tonnellate, servirebbe una batteria da 14 tonnellate!

Numerosi progetti di veicoli a idrogeno

I principali produttori europei di veicoli commerciali stanno già lavorando a una serie di progetti pionieristici. Volvo ha recentemente annunciato che, entro il 2025, i suoi camion funzioneranno a idrogeno, con un'autonomia fino a 1.000 km e un tempo di rifornimento inferiore a 15 minuti.

Nel settore del trasporto pubblico, la compagnia ferroviaria nazionale francese SNCF ha ordinato dodici treni TER, che entreranno in servizio commerciale alla fine del 2025. Nei prossimi mesi saranno lanciati decine di autobus a idrogeno.

Hype, lanciata a Parigi nel 2015 in concomitanza con la COP21, sta sviluppando e gestendo la prima piattaforma integrata di mobilità a idrogeno per la produzione, la distribuzione e l'utilizzo. I taxi sono il primo mercato a cui si rivolge e, grazie a un recente round di finanziamenti, Hype spera di distribuire 10.000 taxi a idrogeno entro il 2024.

I limiti dell'idrogeno: produzione e rete

Attualmente, la maggior parte dell'idrogeno consumato in Europa è prodotto dal metano (il cosiddetto idrogeno "grigio"), che è un combustibile fossile. Questo è un paradosso se si considera che l'obiettivo dei veicoli elettrici "a idrogeno" è quello di ridurre la nostra impronta di carbonio e la nostra dipendenza dalle risorse fossili!

La complessità dei nuovi sistemi e i costi di investimento, ricerca e sviluppo legati allo sviluppo di questi nuovi motori ci porteranno forse verso una razionalizzazione, montando gli stessi sistemi su più modelli e marche diverse, oppure verso un completo cambio di tecnologia.