Veicoli ad idrogeno, come funzionano e perché se ne parla ancora così poco

Parlando di “decarbonizzazione”, ovvero quel lungo e complicato processo con il quale si vogliono ridurre le emissioni globali di anidride carbonica, la prima cosa che viene in mente sono i veicoli elettrici a batterie, perché è chiaro che le case produttrici e quindi, di conseguenza, il mercato dell’automobile, stanno andando in tale direzione.

Da un punto di vista tecnico, però, i veicoli elettrici a batteria non sono l’unica soluzione possibile. Esistono infatti anche veicoli che come fonte di energia utilizzano l’idrogeno, in particolare i cosiddetti veicoli a fuel-cell (fuel-cell significa appunto cella di combustibile). Ma capiamo meglio cosa si intende per veicoli ad idrogeno alimentati da fuel-cell. Questa tipologia di automobili utilizza la stessa tipologia di motore elettrico che usa un veicolo a batteria. Però, in questo caso, il motore viene alimentato da delle pile a combustibile, invece che da grandi e pesanti batterie. Nelle pile a combustibile l’idrogeno puro (H 2) passa attraverso una membrana e si lega con l’ossigeno presente nell’aria. Questa reazione produce corrente elettrica che viene utilizzata dal motore. Stiamo quindi parlando di normalissimi veicoli elettrici, con la sola differenza che l’energia necessaria viene prelevata da un serbatoio di idrogeno (e convertita in energia elettrica tramite una serie di membrane) invece che da grandi batterie.

Sappiamo bene che l’idrogeno è l’elemento più comune ed abbondante sulla terra. Inoltre riempire un serbatoio di idrogeno è, per quanto riguarda le tempistiche, paragonabile ad un normale rifornimento di benzina ad una stazione di servizio. E allora, vi starete chiedendo, come mai vediamo così pochi veicoli ad idrogeno circolanti? La spiegazione è dovuta ai problemi che si hanno nella produzione e nello stoccaggio dell’idrogeno stesso. È vero che l’idrogeno è l’elemento più comune sulla terra. Purtroppo però non lo troviamo mai allo stato puro, ma sempre legato con altri elementi. Quindi produrre idrogeno puro per i veicoli richiede un grande dispendio energetico.

Ad oggi i metodi più utilizzati per la produzione dell’idrogeno sono due:

1) idrolisi dell’acqua: sfruttando una corrente elettrica si riesce a dividere l’acqua in idrogeno ed ossigeno

2) steam reforming: si fa reagire metano e vapore acqueo ad una temperatura intorno agli 800°C, producendo monossido di carbonio e idrogeno puro. Per tale motivo spesso si dice che ‘l’idrogeno non è un combustibile, ma un trasportatore di energia’, nel senso che l’idrogeno semplicemente restituisce l’energia che è stata spesa per produrlo. L’altro problema è, come dicevamo prima, relativo allo stoccaggio. Infatti, per via della sua bassa densità, l’idrogeno necessita di altissime pressioni per essere trattenuto all’interno del serbatoio. Per altissime pressioni si intendono circa 700 bar.

A queste pressioni purtroppo i normali serbatoi che vengono impiegati nelle nostre auto non sono in grado di resistere. È quindi necessario utilizzare dei serbatoi rinforzati con delle fibre di carbonio, con tutte le relative complicazioni dal punto di vista della sicurezza e dei costi. Questi che abbiamo appena visto sono i principali motivi che hanno portato ad ‘accantonare’ le tecnologie legate all’idrogeno. Inoltre, ad oggi, l’unico stato con una rete funzionante di distributori di idrogeno è la California.

Quindi, per ora, possiamo dire che il futuro delle auto è, molto probabilmente, proprio l’elettrico a batteria.