L’idrogeno: il più leggero ed abbondante tra gli elementi presenti nell’universo sarà realmente la futura alternativa ai combustibili tradizionali?
Negli ultimi dieci anni è cresciuta sempre più l’attenzione verso gli effetti negativi apportati all’ambiente dall’utilizzo dei combustibili tradizionali, con la continua ricerca di nuove fonti di energia anche a supporto della mobilità di massa. Oggi il problema energetico è stato finalmente inquadrato in una prospettiva più ampia: dal solo ambito della mobilità e dei trasporti si è passati ad una visione completa che include anche i fabbisogni industriali e domestici. In questo contesto assume un ruolo fondamentale l’idrogeno, combustibile a percentuale nulla di carbonio, che, grazie alla diffusione della tecnologia a Fuel Cells, rappresenta attualmente una delle alternative più interessanti anche per i carburanti automotive.
Fuel Cells: stato dell’arte. Una pila a combustibile, o fuel cell, permette di ottenere elettricità partendo da idrogeno ed ossigeno. Una reazione elettrochimica tra i due elementi genera forza elettromotrice, analogamente a quello che succede in una pila elettrica, senza processi di combustione tipici dei motori a scoppio. Tuttavia, mentre le comuni pile elettriche tendono a perdere la loro carica nel breve termine, le pile a combustibile, opportunamente alimentate, possono rimanere in funzione a lungo. Il vantaggio più rilevante è che, al posto dei gas nocivi prodotti dai motori a combustione interna (HC, CO, NOx), in questo caso si ottiene, come risultato della reazione, semplice acqua.
Storicamente le fuel cells sono spesso state utilizzate per generare potenza in regime stazionario mentre non sono ancora sfruttate a pieno per supportare le esigenze discontinue dei motori delle auto. Il costo piuttosto elevato fa tuttora propendere tale applicazione nel campo stazionario. Soppiantare un veicolo low-cost tradizionale con tecnologie più efficienti ma più costose come le fuel cells è sicuramente un obiettivo molto difficile, soprattutto se il veicolo non viene utilizzato di continuo e rimane frequentemente fermo in un garage o su un parcheggio. E’ invece sorprendente come, al contrario dei notevoli sforzi compiuti dai costruttori automobilistici, i principali produttori di fuel cells stiano ricevendo numerosissime ordinazioni nell’ambito della produzione di potenza stazionaria.
I principali successi di questa tecnologia si stanno, infatti, riscontrando nei settori del riscaldamento e dell’energia domestica nonché nel campo delle telecomunicazioni. In tali ambiti esistono già centinaia di migliaia di ordini per la fornitura di sistemi a fuel cells che, si prevede, saranno evasi nei prossimi quattro anni. Il costo per kilowatt è ancora uno dei maggiori ostacoli per i produttori di fuel cells e rappresenta la sfida principale per la diffusione di questa tecnologia a supporto di una mobilità collettiva. Un sistema a fuel cells per applicazioni domestiche stazionarie produce calore e potenza per almeno il 50% delle 24 ore giornaliere.
Nel caso di una vettura, le fuel cells funzionano dando valori di potenza media in uscita pari a 10–20 kW, ben differenti dagli 80 kW necessari. Per questo motivo la loro applicazione potrà essere concretamente interessante in unione alla tecnologia ibrida, grazie alla possibilità di gestire l’energia on demand, cioè in funzione della richiesta.
