Ci sono due modi per muovere automobili dotate di motori elettrici: le fuel cell, quindi celle combustibili ad idrogeno, oppure le batterie agli ioni di litio, tecnologia sempre più utilizzata. In questo video cercherò di mettere insieme tutti degli elementi che vi permetteranno di capire come funzionano le automobili ad idrogeno e il perché queste auto non prenderanno piede, nemmeno in futuro.
Auto fuel cellLe auto fuel cell o a celle a combustibile di idrogeno non emettono inquinanti: emettono soltanto vapore acqueo dallo scarico e riescono ad utilizzare l’idrogeno per muovere i motori elettrici. Le auto ad idrogeno sfruttano, per il loro funzionamento, una cella combustibile piazzata al centro dell’auto, un serbatoio in fibra di carbonio in grado di resistere a pressioni fino a 700 bar e poi uno o più motori elettrici.
All’interno della cella combustibile avviene un procedimento chimico inverso rispetto all’elettrolisi: tramite l’unione di idrogeno e ossigeno si ottiene energia elettrica. La cella combustibile infatti ha un anodo, ossia l’elettrodo positivo, e un catodo, quello negativo. Il primo è saturo di ossigeno mentre il secondo ossida l’idrogeno. In questo modo si ottiene una reazione chimica per cui si genera elettricità e si hanno come scarti calore e acqua. L’energia elettrica poi confluisce direttamente al motore elettrico o a più motori elettrici che permettono all’automobile di muoversi.
Densità specificaUna delle qualità dell’idrogeno è la sua densità specifica di energia molto elevata, ben 40.000 wh/kg ovvero 236 volte l’energia specifica delle batterie agli ioni di litio. Questo significa che le auto ad idrogeno sono più leggere di quelle a batteria e hanno maggiore autonomia. Inoltre un rifornimento di idrogeno richiede pochi minuti rispetto a diverse ore per le auto batteria.
Auto elettriche e auto a idrogeno a confronto
Se un italiano vuole acquistare un’automobile ad idrogeno, attualmente sul nostro listino l’offerta è nulla però durante il 2019 Toyota ha promesso che venderà anche in Italia la Mirai. Ma volendo sottolineare le differenze tra le automobili elettriche e quelle ad idrogeno, ipotizziamo di acquistare un’automobile elettrica di pari categoria rispetto alla Mirai e quindi una Tesla Model S.
Costi di rifornimentoLa Mirai ha un serbatoio che contiene 5 kg di idrogeno che, ad un costo attuale di circa 13 euro al chilo, porta il costo complessivo del rifornimento a 65 euro. Dividendo questo importo per la sua autonomia dichiarata ovvero 500 km, significa spendere indicativamente 13 centesimi a chilometro contro i circa 4 centesimi a chilometro per una elettrica come la Tesla. Quindi dal punto di vista di un automobilista, l’automobile ad idrogeno è molto più valida se paragonata alle automobili a carburante fossile tradizionale.
Ma allora perché le automobili ad idrogeno non si diffondono? La risposta sta nel procedimento di creazione dell’idrogeno. L’idrogeno infatti è l’elemento più abbondante in natura ma non è disponibile allo stato puro infatti bisogna raffinare certi elementi per poterne ricavare un po’. Il metodo più comune è quello di prendere gli idrocarburi, ad esempio il metano, ed estrarre l’idrogeno oppure tramite l’elettrolisi.
Come ottenere l’idrogenoQualsiasi sia il metodo utilizzato, bisogna comunque utilizzare energia per ottenere idrogeno. Per fare questo, si possono utilizzare o fonti rinnovabili oppure metodi industriali molto meno ecologici: nel primo caso si perde dal 20 al 30% dell’energia immessa nel sistema proprio tramite l’utilizzo di pale eoliche mentre nel secondo si perderebbe il vantaggio di utilizzare l’idrogeno perché a quel punto si sposterebbe semplicemente l’inquinamento da una parte all’altra.
Allora per trovare una soluzione si è deciso di creare direttamente in loco l’idrogeno, ad esempio tramite delle micro raffinerie di fianco alla pompa di benzina oppure trasportarlo direttamente dal sito produttivo. Ma anche qui ci sono degli intoppi: infatti nel primo caso, si fa fatica ad applicare le cosiddette “economie di scala” quindi più produco e più vado a risparmiare sulla produzione. Nel secondo caso si hanno maggiori costi ma soprattutto si va anche a creare dell’inquinamento supplementare.
A detta degli esperti, in futuro le automobili ad idrogeno non saranno così diffuse poiché a livello industriale la produzione e la distribuzione di idrogeno rende tutto quanto difficile da realizzarsi.
