Auto a idrogeno: ecco come funzionano

Tecnologia
Pubblicato 03 dicembre 2020

Le auto alimentate a idrogeno rappresentano un’alternativa alle elettriche pure, e sono più adatte alle lunghe percorrenze. Scopriamone la tecnica.

LEGGERO E PULITO - L’idrogeno è l’elemento più semplice (un suo atomo comprende solo un protone e un elettrone), leggero e diffuso dell’Universo. Le automobili a idrogeno, come la Toyota Mirai, immagazzinano il gas in bombole ad alta pressione e lo immettono poi in una pila a combustibile (fuel cell). È questo il cuore delle auto a idrogeno perché in essa avviene una reazione elettrochimica che genera elettricità e, allo “scarico”, della semplice acqua. Le automobili a idrogeno sono a tutti gli effetti veicoli elettrici perché l’elettricità così prodotta aziona un motore elettrico collegato alle ruote. Esse hanno anche una batteria ad alta tensione che immagazzina l’energia prodotta dal motore in frenata, come fanno le ibride e le elettriche convenzionali.

UNA PILA A MEMBRANA - La fuel cell usa l’idrogeno, che ovviamente non può azionare direttamente il motore elettrico, per produrre elettricità. Si tratta del componente più sofisticato di un FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) e funziona ionizzando il combustibile. In pratica al suo interno si strappano gli elettroni agli atomi d’idrogeno per farli circolare nel carico (in questo caso il motore); finito il “giro” essi si ricongiungono con il nucleo. Questi elettroni che circolano sono il flusso di energia generato nella pila a combustibile, quello che viene usato per azionare il motore e muovere l’automobile.

Nelle fuel cell troviamo elettrodi con platino (anche in questo caso agisce da catalizzatore) con in mezzo una membrana nella quale avviene la separazione degli elettroni dai nuclei. La “riunione” degli elettroni con i nuclei (sono semplici protoni) avviene in presenza di ossigeno e dà come prodotto acqua. Nella figura qui sopra, si vedono le molecole di idrogeno (viola) che attraversano la membrana nera ionizzante. Gli elettroni attraversano la lampadina e si ricongiungono con i nuclei in presenza di ossigeno (verde) formando molecole d’acqua, in azzurro. Questa reazione genera calore e, dato che la pila a combustibile non può funzionare a temperature troppo alte, è presente anche un sistema di raffreddamento. Il calore asportato può essere poi usato per riscaldare l’abitacolo. 

I SERBATOI - Un altro componente essenziale dell’auto a idrogeno sono le bombole (nella foto qui sopra colorate in giallo), l’equivalente del serbatoio del carburante. Attualmente la maniera più semplice per immagazzinare l’idrogeno sono le bombole, notevolmente più sofisticate di quelle del Gpl. L’idrogeno, per rimanere liquido, ha infatti bisogno di temperature così basse (-253 C°) da risultare impraticabili. Per stivarne abbastanza si usano quindi pressioni altissime - circa 700 bar - che impongono l’uso di bombole speciale fatte di materiali compositi.

PARENTE DELLE ELETTRICHE (E DELLE IBRIDE) - Gli altri componenti sono molto simili a quelli delle elettriche a batteria: i motori sono infatti paragonabili così come gli inverter che li controllano. Stesso discorso per la batteria, che serve sia per recuperare energia in frenata sia per dare un boost nel caso sia necessaria più potenza. La sua capacità - pochi kWh - è paragonabile a quella delle ibride full perché la sorgente di energia principale è la pila a combustibile. 

PREGI E DIFETTI - Uno dei vantaggi principali delle auto a idrogeno è l’autonomia elevata e la velocità della ricarica. Sull’altro piatto della bilancia troviamo il rendimento minore rispetto a quello delle elettriche a batteria e la presenza di ingombranti e costose bombole ad alta pressione.



Aggiungi un commento
Ritratto di DajeAo
3 dicembre 2020 - 20:24
Ahahaha questi articoli mi fanno sorridere e pensare che poco fa uno studio di una università ha detto che nel 2050 in circolazione ci saranno cmq più auto termiche che idrogeno o elettriche... tradotto belle idee ma poi nella realtà :)
Ritratto di bombolone
3 dicembre 2020 - 20:37
Vedremo. Molto dipenderà dai costi di produzione dell'idrogeno
Ritratto di Blade Runner
4 dicembre 2020 - 00:01
Un vaiggio di mille miglia comincia sempre dal primo passo. E' solo questione di tempo e tecnologia.
Ritratto di Giuliopedrali
4 dicembre 2020 - 09:01
Penso che l'idrogeno non prenderà molto piede, anche se l'idea è ottima, perchè davvero costruire le infrastrutture non conviene, e non in termini assoluti ma perchè tanto tutti investiranno sull'elettrico.
Ritratto di Meandro78
4 dicembre 2020 - 14:20
Davvero? Meglio costruire migliaia di colonnine per le macchinucce a batteria? Sai a livello di gestione quale complessità comporta rispetto a pochi definiti punti di rifornimento?
Ritratto di Andre_a
4 dicembre 2020 - 23:05
9
@Meandro78: si, molto meglio costruire colonnine dove la corrente arriva già.
Ritratto di Meandro78
5 dicembre 2020 - 10:06
@andre_c sai che sto iniziando a pensare tu sia solo un nick alternativo di rubinho? Quantomeno la comprensione del testo è simile...
Ritratto di Andre_a
5 dicembre 2020 - 10:36
9
@Meandro78: lo so, lo so... quando non si hanno più argomenti si arriva agli attacchi personali. Prevedibile.
Ritratto di RubenC
5 dicembre 2020 - 12:45
1
Io sono io, Andre_a è Andre_a. Personalmente non sono il tipo che si comprerebbe un'auto usata e incidentata da un sito tedesco né che si prenderebbe una RX-8...
Ritratto di Giuliopedrali
5 dicembre 2020 - 09:28
Cosa vuoi sono strategie commerciali.
Pagine

DA SAPERE PER CATEGORIA

listino
Le ultime entrate
  • Mini 3 porte
    Mini 3 porte
    da € 20.600 a € 41.900
  • Seat Ateca
    Seat Ateca
    da € 24.400 a € 39.050
  • Mercedes GLA
    Mercedes GLA
    da € 35.580 a € 50.030
  • Toyota Land Cruiser
    Toyota Land Cruiser
    da € 42.800 a € 69.750
  • Giotti Victoria Glory
    Giotti Victoria Glory
    da € 24.490 a € 24.490

PROVATE PER VOI

I PRIMI CONTATTI

  • Dacia Duster 1.3 TCe 150 CV Prestige 4X2
    € 22.150
    Per la crossover “low cost” Dacia Duster è il momento di un leggero aggiornamento, che porta al debutto il rinnovato e vispo 1.3 a benzina da 150 CV con il debuttante cambio a doppia frizione. Ancora migliorabile, però, la dotazione di sicurezza.
  • Peugeot 308 1.6 Hybrid 224 CV GT Pack EAT8
    € 43.450
    La nuova Peugeot 308 è grintosa, ben rifinita e, in questa versione ibrida plug-in, va forte ed è ben insonorizzata. Ma con le gomme di 18” è un po' rigida sulle buche.
  • Bentley Continental GT Speed
    € 274.622
    Con il W12 portato a 659 CV, la Bentley Continental GT è una sontuosa coupé che va fortissimo. Più che soddisfacente la guidabilità, ma, dati gli ingombri, abitabilità e bagagliaio lasciano a desiderare.