Sono molte le ricerche scientifiche e tecnologiche finalizzate alla riduzione dell’inquinamento atmosferico. Il motivo è chiaro ed importante e riguarda la tendenza al contenimento del riscaldamento globale oltre che al miglioramento della qualità dell’aria che respiriamo, quindi una salvaguardia della salute in generale. Tecnici e scienziati sono anche arrivati a studiare veicoli ad idrogeno ma come funzionano?
Cos’è l’Idrogeno
L’idrogeno è un gas, un elemento chimico semplicissimo e il più diffuso in natura in tutto l’universo. Pare che tutta l’evoluzione dell’universo dipenda dall’idrogeno o almeno soprattutto da questo. E’ anche uno dei principali componenti delle stelle.
Tutti sappiamo che qualsiasi elemento è composto, semplificando molto, da atomi che a loro volta presentano un nucleo, costituito da protoni e neutroni, contornato da una sorta di nuvola di elettroni in quantità variabile e dipendente dalla composizione del nucleo.
L’idrogeno è composto unicamente da un protone che costituisce il nucleo e un elettrone che vi orbita intorno. Questa premessa, ripetiamo molto semplificata perchè l’atomo è parecchio più complesso di questo, è necessaria per comprendere il funzionamento di un’auto a idrogeno.
Le auto ad idrogeno sono una realtà già da qualche anno ma non sono diffuse per diversi motivi che andremo a vedere. Puntualizziamo intanto che l’idrogeno non serve come carburante diretto ma per essere sottoposto a reazioni dalle quali scaturisce elettricità.
Ecco, quindi, che le Auto a idrogeno sono, di fatto, auto elettriche ma che invece di avere energia da batterie, la ricavano da reazioni chimiche che derivano dall’idrogeno. Andiamo a descrivere come funzionano le auto a Idrogeno.
Come funziona un’Auto a Idrogeno
Cuore assoluto di un’auto ad idrogeno sono le Fuel Cells, di fatto pile a carburante dove quest’ultimo è l’idrogeno. In questa celle o pile, come preferisci, l’idrogeno con una reazione elettrochimica, viene ionizzato e gli elettroni dei suoi atomi strappati dal loro orbitare intorno al nucleo.
Questi elettroni strappati passano attraverso una membrana e compiono un percorso, formando una corrente elettrica, per ritornare a congiungersi al loro nucleo, cosa che avviene in presenza di ossigeno.
In questo modo abbiamo realizzato due cose:
- Abbiamo generato una corrente elettrica
- Abbiamo ricostituito gli atomi di idrogeno in presenza di ossigeno che, a loro volta costituiscono lo scarico eliminato in atmosfera.
La corrente elettrica serve ad alimentare il motore elettrico che provvede al movimento dell’auto senza bisogno di avere batterie che forniscono energia.
La ricostituzione degli atomi di idrogeno in presenza di ossigeno provoca una seconda reazione chimica: unendo atomi di idrogeno ad atomi di ossigeno si ha la formazione di acqua (H2O) che è ciò che sotto forma di vapore viene ad essere scaricato in atmosfera, dunque inquinamento zero.
Il problema è che per immagazzinare l’idrogeno necessario al funzionamento di queste auto servono serbatoi capaci di resistere ad altissime pressioni, anche pari a 700 Bar, generalmente costruiti in materiali compositi. Tutto è parecchio delicato nelle auto ad idrogeno.
Il vantaggio, oltre che ambientale, si riflette anche su autonomie maggiori rispetto alle auto elettriche pure ma il rendimento è inferiore e il peso e il costo dei serbatoi è davvero significativo.
Altro punto dolente per le auto ad idrogeno è quello infrastrutturale. Non esistono nel nostro Paese distributori di idrogeno. Quelli esistenti sono riservati a veicoli di interesse pubblico come gli autobus a idrogeno mentre per gli utenti privati, ad oggi, è disponibile un solo punto di rifornimento a Bolzano.
Sebbene esistano in commercio auto ad idrogeno, come ad esempio la Toyota Mirai, il loro utilizzo in Italia è impossibile a meno che abiti e circoli a Bolzano e dintorni; quindi per noi italiani è come se le auto a idrogeno non esistessero e comunque anche in altri Paesi del vecchio continente non è che le cose vadano poi molto meglio.