Auto a idrogeno per la mobilità sostenibile: a che punto siamo?

Auto a idrogeno per la mobilità sostenibile: a che punto siamo?

L’idrogeno viene visto come il combustibile del futuro. Il principio di funzionamento è simile a quello degli altri combustibili.

L’idrogeno reagendo con l’ossigeno dell’aria, forma acqua e libera energia sotto forma di calore: 2H2+O2→H2O.

Rispetto ai combustibili fossili, la reazione non produce alcun inquinante, in quanto come unico prodotto di combustione vi è l’acqua.

Quindi in futuro (forse) potremo parlare di economia basata sull’idrogeno, in cui varie forme di energia verranno immagazzinate sotto forma di idrogeno (H2, gassoso, liquido o in composti quali gli idruri metallici), per essere utilizzate sia in applicazioni in movimento che per introdurre ulteriore energia nella rete elettrica nazionale e mondiale nelle situazioni di carico energetico eccessivo.

Il limite che ha incontrato questo combustibile nel suo utilizzo è da ricercare nella sua scarsa presenza in natura. I costi di produzione dell’idrogeno, partendo da combustibili fossili o dall’acqua, sono economicamente troppo elevati. Inoltre l’elettrolisi dell’acqua richiede una considerevole quantità di energia da fornire sotto forma di energia elettrica, e pertanto, laddove non fosse prodotta da fonti rinnovabili, verrebbe meno l’aspetto green dell’utilizzo dell’idrogeno.

L’idrogeno ha una bassa densità (0,0708 g/cm3 a −253°C), pertanto serve un serbatoio piuttosto capiente per immagazzinarlo, nonostante venga compresso (con energia addizionale), situazione che comporta problemi di sicurezza per l’alta pressione del gas.

Nonostante queste difficoltà, alla fine del XX secolo è stato sviluppato il progetto di un’automobile a idrogeno. Il combustibile, l’idrogeno, viene contenuto in celle o pile, in grado di generare la tensione elettrica capace di far muovere un qualsiasi motore elettrico. Non sono però rimpiazzati del tutto benzina e gasolio.

Si è iniziato pertanto a ragionare su una nuova rete di produzione, stoccaggio, trasporto e distribuzione di questo combustibile.

In Italia la prima colonnina di distribuzione idrogeno si trova presso la stazione di servizio di Bolzano Sud, sull’autostrada del Brennero. È la prima per la produzione e distribuzione di idrogeno a partire da energie rinnovabili. L’idrogeno, se prodotto attraverso un processo di elettrolisi che utilizza energia rinnovabile, può considerarsi “idrogeno verde”.

A questo progetto hanno partecipato Despar, Loacker, Autostrada del Brennero, Eos, Smg, Eurac, Sel, Fiera Bolzano, Schwer Präzision, Foppa e l’Istituto per Innovazioni Tecnologiche (IIT).

In Italia circolano poco più di 10 mezzi alimentati ad idrogeno, mentre in Europa se ne contano circa 80.

A giugno del 2015 la produzione di idrogeno era in grado di soddisfare il consumo dei 5 autobus in circolazione dal novembre 2013 a Bolzano e quello delle 10 auto Hyundai ix35 Fuel Cell in circolazione, consegnate in Alto Adige a fine 2014 e che avevano già percorso più di 100 mila chilometri, permettendo così di abbattere 15 tonnellate di anidride carbonica.

Nel frattempo i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno sviluppato un dispositivo che chiamano foglia artificiale, per superare la limitazione nella produzione di idrogeno. Questo dispositivo, grazie all’energia solare, produce idrogeno molecolare, che può essere immagazzinato ed utilizzato come fonte di energia. La foglia artificiale è composta da una cella solare al silicio e da specifici materiali che utilizzano parte dell’energia solare per l’elettrolisi dell’acqua in presenza di luce. Inserendo il dispositivo all’interno di un contenitore d’acqua, senza necessità di fili o altre connessioni, ed esposto alla luce solare, inizia a generare ossigeno e idrogeno.

Se viceversa la principale fonte di idrogeno dovesse diventare il metano (gas naturale), più facile da trasportare e da manipolare, avrebbe più senso stoccarlo e trasportarlo con serbatoi d’auto studiati appositamente, a metano compresso, e utilizzare dei “reformers” e pile a combustione direttamente dal metano. In questo modo si utilizzerebbe il metano in modo più efficiente e con una minore produzione di CO2. Inoltre non verrebbero richieste nuove infrastrutture.

Siamo ancora lontani dall’andare dal concessionario e poter scegliere solo tra auto elettriche o alimentate ad idrogeno, ma qualche passo in avanti lo si sta iniziando a vedere.

Articolo di Roberta Lazzari

I contenuti a cura della redazione di www.ingegneri.cc sono elaborati e visionati da Simona Conte, Giulia Gnola, Daniel Scardina, Gloria Alberti. Gli approfondimenti tecnici si rivolgono ad un pubblico di professionisti che intende restare aggiornato sulle novità di settore.

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