È in corso la corsa per sostituire l’attuale generazione di veicoli ad alto consumo di carburante, come recentemente promesso dal governo britannico fermare la vendita di tutte le nuove auto a benzina e diesel entro il 2040.
Durante il plug-in auto elettrica e i veicoli ibridi sono in corsa per sostituirli, molti credono che il futuro risieda nelle auto alimentate da celle a combustibile a idrogeno. E diverse aziende automobilistiche hanno già fatto passi avanti in questo settore.
Cos'è una cella a combustibile?
Le celle a combustibile generano elettricità da una reazione chimica e furono sviluppate per la prima volta nel lontano 1830. Furono utilizzati commercialmente dalla NASA più di un secolo dopo per generare energia per satelliti e capsule spaziali.
A differenza delle batterie convenzionali, che si basano su sostanze chimiche immagazzinate all'interno della cella per mantenere l'energia, le celle a combustibile utilizzano un flusso costante di carburante nella cella. La maggior parte delle celle a combustibile utilizza idrogeno e ossigeno.
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Una singola cella a combustibile ha circa la stessa quantità di energia di una batteria a secco a cella singola, che non può nemmeno alimentare un laptop. Per alimentare le automobili, le celle a combustibile vengono impilate e collegate insieme.
Invece di fare affidamento sulla benzina o sul diesel, i veicoli a celle a combustibile (FCV) combinano l’idrogeno con l’ossigeno per produrre elettricità per azionare il motore.
Come funzionano le celle a combustibile?
Auto alimentate da celle a combustibile, come la Mirai di Toyota o la Honda Clarity FCV, uniscono le caratteristiche di un'auto con motore a combustione interna e alimentata a batteria. L’energia viene prodotta dal carburante contenuto in un serbatoio, ma il carburante è idrogeno invece di benzina liquida o diesel. I motori tipici, però, bruciano carburante, mentre le celle a combustibile si fondono chimicamente con l’ossigeno presente nell’aria, producendo acqua, l’unico prodotto di scarto derivante da questo processo.
Esistono diversi tipi di celle a combustibile, ma quelle comunemente utilizzate per alimentare le auto sono chiamate membrane a scambio polimerico o membrane a scambio protonico. Hanno una struttura simile a una batteria con un terminale positivo, un terminale negativo e un elettrolita che separa i due.
Quindi, come una batteria ricaricabile, finché la cella a combustibile ha una fonte di alimentazione, può funzionare. La loro energia deriva da una reazione elettrochimica tra idrogeno e ossigeno, che è sempre disponibile nell'aria. Finché l’idrogeno è disponibile, la cella può funzionare.
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Perché le celle a combustibile sono utili per le automobili?
A differenza dei motori a combustione, che rilasciano nell’atmosfera la dannosa anidride carbonica, le celle a combustibile producono solo acqua e calore come sottoprodotti, rendendole più rispettose dell’ambiente.
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Inoltre producono meno rumore di quelli a motore, il che significa che i sonnellini sul sedile del passeggero possono essere molto più tranquilli.
Qual è il problema?
Sebbene le celle a combustibile di per sé non producano anidride carbonica, la produzione dell’idrogeno utilizzato può causare inquinamento poiché la maggior parte di esso viene attualmente prodotta utilizzando combustibili fossili, emettendo anidride carbonica.
L’idrogeno può anche essere prodotto mediante elettrolisi dell’acqua e, sebbene questo processo possa essere alimentato da fonti energetiche rinnovabili, come l’energia eolica, la maggior parte dell’idrogeno viene ancora prodotta utilizzando fastidiosi combustibili fossili.
Inoltre, le abitudini sono dure a morire. La società è abituata a produrre automobili con motori a benzina, il che significa che sono generalmente più economici, meglio testati e più affidabili. È anche molto più semplice riparare la tua auto a benzina: quante officine hai visto pubblicizzare sconti sui controlli delle celle a combustibile?
