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Auto ad idrogeno: una eco-rivoluzione tecnologica alle porte?

    E’ terminato in Ottobre l’European Hydrogen Road Tour 2012 che  – organizzato da H2moves Scandinavia e finanziato dalla Commissione Europea e dalla European Industry –  ha promosso l’utilizzo di veicoli ad idrogenoidrogeno
    Primo elemento della tavola periodica, presente sulla Terra in forma combinata, soprattutto nell’acqua e nei composti organici. Esso è costituito da 3 isotopi: prozio (cioè l’idrogeno propriamente detto) per più del 99.9 %, il deuterio e il trizio. La forma molecolare dell’idrogeno (H2) dà origine ad un gas inodore, incolore, altamente infiammabile e molto più leggero dell’aria (ecco perché lo si trova in bassissime concentrazioni in atmosfera).
    illustrandone i recenti sviluppi  presso le principali capitali europee.

    Le auto ad idrogeno sono state presentate come la soluzione ai problemi dell’inquinamento atmosferico e lo strumento per ridurre l’attuale dipendenza dalle fonti fossili nei trasporti.

    Queste automobili, hanno infatti al posto del motore, una cella a combustibile che sfrutta l’elemento più diffuso nell’universo e sulla Terra per produrre elettricità in maniera “pulita”.

    Durante l’utilizzo, nessuna emissioneemissione
    Qualsiasi sostanza solida, liquida o gassosa introdotta nell’atmosfera a seguito di processi naturali o antropogenici, che produce direttamente o indirettamente un impatto sull’ambiente.
    inquinante viene infatti rilasciata in atmosferaatmosfera
    Involucro di gas e vapori che circonda la Terra, costituito prevalentemente da ossigeno e da azoto, che svolge un ruolo fondamentale per la vita delle specie, perché fa da schermo alle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. Essa si estende per oltre 1000 km al di sopra della superficie terrestre ed è suddivisa in diversi strati: troposfera (fino a 15-20 chilometri), stratosfera (fino a 50-60 chilometri), ionosfera (fino a 800 chilometri) ed esosfera.
    , in quanto l’unico prodotto di scarto è del semplice vapore acqueo, mentre le emissioni inquinanti provenienti dai centri di produzione dell’idrogeno potrebbero essere ridotte a zero se esso venisse prodotto tramite fonti di energetiche rinnovabili.

    Ma allora perché sulle nostre strade non circolano ancora flotte di veicoli ad idrogeno?

    Purtroppo nella realtà ci si scontra ancora con alcuni aspetti critici, che limitano la diffusione dell’idrogeno nell’autotrazione: la tecnologia ancora in sviluppo soprattutto per quanto riguarda la sostenibilità economica e la mancanza di un’adeguata rete distributiva.

    Come anticipato, è necessario che questo elemento venga sempre estratto dalle sostanze che lo contengono e ridotto dalla forma gassosa a quella liquida, in quanto non è praticamente disponibile in natura in forma molecolare ‘libera’ (H2) pronto quindi all’utilizzo immediato.

    E al giorno d’oggi, i metodi estrattivi adottati, hanno efficienze limitate, nel senso che impegnano molta energiaenergia
    Fisicamente parlando, l’energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L’unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
    per produrre ‘poco’ idrogeno, come accade ad esempio nel reforming dove l’idrogeno viene estratto dai combustibili fossili, o nell’elettrolisielettrolisi
    È un processo che utilizza energia elettrica per rompere i legami chmici delle molecole facendo avvenire una reazione che, in natura, non avverrebbe spontaneamente. Le sostanze sottoposte ad idrolisi vengono scomposte nei loro elementi costitutivi. L’etimolgia della parola deriva dal greco e significa “rottura con l’elettricità”.
    , che rappresenta l’altra strada per produrre l’idrogeno attraverso la scissione dell’acqua in atomi di idrogeno e ossigeno: un processo certamente non inquinante, ma che necessita una grande quantità di energia.

    D’altro canto, anche la progettazione di motori per scopi di autotrazione presenta alcune criticità non del tutto risolte. Tra di esse, la principale riguarda la percentuale di rendimentorendimento
    In termini generali il rendimento è il rapporto tra “quanto ottenuto” in un processo e “quanto speso” per fare avvenire lo stesso processo. In termodinamica rappresenta la capacità di un sistema di convertire l’input di calore in lavoro utile. Il rendimento è un numero puro (cioè non ha unità di misura) ed è sempre compreso tra 0 e 1. A seconda dei termini che vengono messi a confronto è possibile ottenere diverse tipologie di rendimento utili a definire la bontà di un processo o di una macchina (per esempio rendimento elettrico, rendimento termico, ecc..) ma il ragionamento alla base è sempre lo stesso.
    .

    Con un litro di idrogeno liquido vengono sviluppate 2.031 kcalkcal
    Unità di misura del calore equivalente a 1.000 calorie.
    , circa un quarto rispetto ad un litro di benzina, tant’è che allo stato attuale della tecnologia, il miglior motore ad idrogeno ha un rendimento del 19%, contro il 28% di un tradizionale motore a benzina ed il 33% di uno a diesel.

    Le auto dovrebbero poi disporre di serbatoi nei quali conservare l’idrogeno in forma liquida ad una temperatura di -253°. Limite critico per la struttura del metallo.

    Vi è infine la problematica legata all’elevato costo del platino necessario per i catalizzatoricatalizzatori
    Sostanze che intervengono durante le reazioni chimiche per favorire la selettività verso un prodotto piuttosto che un altro oppure per velocizzare i tempi. I catalizzatori prendono parte alle reazioni e si ritrovano poi inalterati alla fine del processo, anche se nel corso del tempo diminuiscono la loro efficienza.
    : ogni catalizzatore necessita infatti di almeno 50 grammi di platino e, se si considerano i vertiginosi aumenti del prezzo di tale metallo negli ultimi decenni (nel 1999 il platino è stato commercializzato al costo di circa 360 dollari l’oncia -31,10 grammi circa- mentre il prezzo attuale si aggira attorno ai 1.450 dollari l’oncia), si percepisce subito l’onerosità del problema.

    Inoltre, secondo uno studio del Dr Oliver Inderwildi – Responsabile del Low-Carbon Energy Centre all’Oxford University’s Smith School of Enterprise and the Environment – le celle a combustibile sarebbero soggette a rapida corrosione, decretando per le auto ad idrogeno una vita molto più breve rispetto ai veicoli convenzionali.

    È comunque molto importante che la ricerca in questo settore continui e che le case automobilistiche puntino all’introduzione di vetture ad idrogeno sul mercato.

    In quest’ottica, proprio qualche giorno fa, ci è giunta la notizia che il Dipartimento dell’Energia USA, ha stanziato 2 milioni di dollari per finanziare studi di fattibilità sulla creazione di un’adeguata rete distributiva, proprio allo scopo di introdurre nel parco auto americano veicoli alimentati ad idrogeno.

    Lo studio, in particolare, si focalizzerà sulla progettazione di nuovi sistemi di compressione e stivaggio dell’idrogeno, in quanto altamente infiammabile.

    Sul fronte della produzione invece 4 case automobilistiche asiatiche – Honda, Hyundai, Nissan e Toyota – hanno di recente stilato un protocollo d’intesa con alcuni Paesi ed organizzazioni pubbliche e private del Nord Europa (Norvegia, Svezia, Danimarca e Islanda) per promuovere in maniera concreta la mobilità ad idrogeno tra il 2014 e il 2017.

    I primi sforzi per accogliere questa nuova tecnologia, risalgono comunque da parte di Honda nel 1999, quando la casa automobilistica lanciò sul mercato il suo primo veicolo a celle a combustibile, chiamato FCX, seguito nel 2007 dal nuovo modello FCX Clarity, commercializzato dal 2008 sia in Giappone che negli Stati Uniti, o meglio dire a Los Angeles, unica città che dispone già di ben 16 stazioni di rifornimento di idrogeno.

    Anche la Hyundai annunciò nel2008 l’intenzione di produrre 500 veicoli Fuel Cells entro il 2010, per poi  aumentarne la produzione annua entro il 2013. Stesso impegno da parte di Nissan che nel2009 hainiziato a testare un nuovo veicolo Fuel Cells in Giappone, e di Toyota, che ha annunciato la vendita di questi veicoli anche se non prima del 2015.

    Tanta strada da fare ancora per le auto ad idrogeno!

    Redazione
    Orizzontenergia.it

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