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Auto a idrogeno: come funzionano, caratteristiche e prestazioni
Le auto a idrogeno rappresentano la prossima sfida per una mobilità sempre più sostenibile, dopo i successi già raggiunti con le vetture elettriche. L’intero universo dei trasporti si sta muovendo nella direzione di un ridotto impatto ambientale, caratterizzato da macchine a emissioni zero, essenziali per abbattere i pericolosi livelli di CO2 e altri inquinanti che quotidianamente vengono introdotti nell’atmosfera. E mentre il settore delle auto elettriche vede sempre più appassionati, l’idrogeno ne rappresenta la sua naturale evoluzione. Ma quali sono le caratteristiche di questo tipo di mobilità, come sarà la nostra macchina del futuro?
Dall’elettrico all’idrogeno
Si tratti di vetture private oppure di trasporti pubblici e commerciali, oggi l’universo della mobilità è ancora largamente rappresentato da mezzi alimentati da combustibili fossili. Per quanto efficienti in termini di performance e decisamente diffusi, il ricorso a queste soluzioni - come benzina e diesel - ha un forte impatto sulla sostenibilità ambientale. Non solo in termini di estrazione e distribuzione del greggio, ma soprattutto poiché il loro impiego è responsabile dell’emissione in atmosfera di enormi quantitativi di CO2 e altri inquinanti, tra cui il pericoloso particolato PM10 e PM2.5.
Per tentare di limitare l’impatto dei trasporti sull’ambiente, da qualche tempo sono comparse sul mercato le più svariate auto elettriche. Anziché sfruttare un combustibile fossile, questi mezzi presentano delle potenti batterie al litio, in grado di alimentare un motore completamente elettrico. Grazie a una simile soluzione, si ottiene un veicolo in grado di garantire spostamenti veloci ed estesi, completamente a emissioni zero. Le vetture elettriche non producono infatti gas di scarico, mentre si abbatte sensibilmente la quantità di particolato generata, limitata al consumo del pneumatico sull’asfalto. Se sei interessato ad approfondire il tema dei veicoli cosiddetti green ed ecofriendly leggi il nostro articolo sulle auto ibride ed elettriche.
In questo articolo scoprirai, invece, quali sono i veicoli che offrono le migliori opzioni 2020 per una mobilità sostenibile.
Per quanto sempre più popolari e abbordabili - grazie a una maggiore concorrenza che ha permesso ai produttori di abbatterne i costi, nonché a vari incentivi statali per l’acquisto - anche le auto elettriche presentano fronti di miglioramento. Innanzitutto, l’estrazione del litio per la produzione di batterie e il loro smaltimento al termine del ciclo di vita ha un impatto in termini di emissioni, seppur molto inferiore rispetto ai combustibili fossili. Ancora, la produzione di energia per la ricarica di queste macchine comporta comunque un certo peso sull’ambiente, soprattutto dove la disponibilità di fonti rinnovabili è ridotta.
Allo scopo di superare questi problemi, la ricerca tecnologica si sta concentrando sulle auto a idrogeno. Queste vetture sfruttano questo elemento, ampiamente disponibile in natura, per generare energia completamente pulita, impiegata per alimentare il motore. I vantaggi sono nell’economicità dell’idrogeno, nell’abbattimento ulteriore di emissioni inquinanti e nel superamento di alcune limitazioni delle più comuni auto elettriche.
Queste ultime richiedono infatti delle tempistiche variabili per essere ricaricate, mentre l’impiego dell’idrogeno è immediato, in modo del tutto simile a quanto già avviene per benzina e diesel.
Auto a idrogeno: come funzionano
L’uomo studia ormai da decenni l’impiego dell’idrogeno come soluzione per alimentare motori, a propulsione oppure elettrici, tanto che i primi studi risalgono già ai primi anni del 1900. È solo in decenni recenti, tuttavia, che questo diffuso elemento ha trovato un’applicazione più pratica nell’universo della mobilità consumer, con la presentazione dei primi veicoli commerciali.
In linea generale, l’idrogeno è impiegato sfruttando 2 diverse tecnologie:
- HICEV (Hydrogen Internal Combustion Engine Vehicle): l’idrogeno viene impiegato come combustibile per motori a propulsione (è il caso di diversi razzi della NASA). Non mancano vetture basate su questo sistema, come la BMW Hydrogen 7;
- FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle): l’idrogeno è impiegato come reagente per la produzione di energia, accumulata da apposite batterie, per l’alimentazione di un motore elettrico. Questo sistema è quello oggi più utilizzato per le automobili a idrogeno.
Questa suddivisione rende innanzitutto evidente un elemento che a molti potrebbe sfuggire. I veicoli Fuel Cell, ovvero con l’idrogeno impiegato per la produzione di energia, sono a tutti gli effetti delle auto elettriche. Anziché richiedere il collegamento alla rete esterna per ricaricare le batterie, è l’idrogeno stesso a produrre energia grazie a un serbatoio montato sulla vettura.
Ma come funziona questo processo? Le macchine Fuel Cell presentano un serbatoio per l’idrogeno liquido, pressurizzato fino a 700 atmosfere. L’elemento viene quindi trasferito in una cella a combustibile: qui l’idrogeno, reagendo con l’ossigeno circostante, produce energia elettrica, calore e acqua. Questi ultimi vengono emessi dallo scarico, mentre l’energia viene impiegata per alimentare il motore oppure accumulata in una batteria tampone. Il risultato è quello di una vettura a motore elettrico completamente a emissioni zero: dal già citato scarico dell’auto viene infatti emesso soltanto vapore acqueo e nessun inquinante.
Auto a idrogeno: vantaggi, costi e disponibilità
Così come già accennato, le auto a idrogeno Fuel Cell rappresentano l’evoluzione delle vetture elettriche. Si tratta infatti sostanzialmente di auto elettriche, senza però le limitazioni di queste ultime. Su questo fronte, assicurano infatti i seguenti vantaggi:
- ricarica immediata: non è necessario lasciare l’auto ore parcheggiata alle colonnine di ricarica, il riempimento del serbatoio richiede pochi istanti;
- range anxiety: rispetto alle vetture elettriche, quelle a idrogeno non pongono problemi di autonomia né di “range anxiety”. Si tratta, infatti, di una della preoccupazioni che spesso assale i proprietari di macchine elettriche, i quali temono di perdere tempo durante lunghi viaggi tra una ricarica e l’altra o, ancora, di non trovare colonnine disponibili.
L’autonomia tipica di un’auto a idrogeno è maggiore rispetto a quella dei mezzi elettrici, pur considerando come spesso sfruttino un pacco batterie analogo. In termini di costi, il riempimento del serbatoio oggi richiede circa 45-50 euro: l’idrogeno è misurato circa 10 euro al chilogrammo.Comparati ai veicoli elettrici quelli a idrogeno, sono quindi più rapidi da rifornire e mostrano maggiore autonomia tuttavia risultano meno efficienti in termini di rendimento e di costi.
Gli esperti parlano di un’ampia disponibilità di vetture a idrogeno a partire dal 2030, quando saranno ampiamente diffuse sul mercato. Nel frattempo, alcuni produttori hanno già lanciato delle versioni consumer, come la Toyota Mirai e la Hyundai Nexo che vedete rappresentate in foto. Alcuni produttori stanno lavorando anche a kit di conversione per le auto elettriche già esistenti.
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