Elettricità e acqua, dal passato verso il futuro. Prossimo?

L‘auto a idrogeno per tutti resta un sogno. Se quelle sviluppate per bruciarlo come carburante sono ormai ferme nei centri ricerca dei vari costruttori, inchiodate dalla scarsa efficienza dei propulsori nonostante gli investimenti profusi, quelle a pila combustibile alimentano ancora, è il caso di dire, delle speranze per il futuro.

Futuro che arriva… dal passato. Infatti i primi esperimenti vennero fatti da Sir William Robert Grove nel 1839 sulla base del lavoro teorico sviluppato da Christian F. Schönbein : la miscela di idrogeno ed ossigeno in presenza di un elettrolita produceva elettricità e, come unico scarto d’emissione, acqua. Sfortunatamente non produceva abbastanza elettroni utili ad essere impiegati.

Solo nel secolo successivo ci fu una significativa svolta. Nel 1932 il Dr. Francis T. Bacon decise di utilizzare un elettrodo poco costoso, in nickel, ed un elettrolita alcalino . Perfezionò il suo progetto fino al 1959, anno in cui l’ingegnere Harry Ihrig realizzò un trattore da 20 cavalli alimentato da pile a combustibile. Questo fu il primo veicolo alimentato con questa fonte energetica.

Pochi anni dopo, nella prima metà degli anni sessanta la General Electric produsse un sistema che aveva il fine di generare energia elettrica basato sulle celle a combustibile, destinato alle navicelle spaziali Gemini ed Apollo della NASA. I principi della “cella Bacon” furono la base per questo suo progetto. E sullo Shuttle dei nostri tempi la principale fonte d’energia è proprio la fuel cell.

Ma una pila combustibile è una… pila, ovvero una batteria? Beh, non proprio. In una batteria, l’energia è immagazzinata nella batteria stessa, ovvero quest’ultima è un sistema completo di stoccaggio e conversione dell’energia. In una pila a combustibile, invece, l’energia è immagazzinata al di fuori della pila, per esempio nel serbatoio di idrogeno. La pila è solo un convertitore ; nel linguaggio automobilistico un motore vero e proprio.

I problemi connessi all’uso dell’idrogeno sono essenzialmente la sua scarsa densità energetica su base volumetrica che richiede, per il suo stoccaggio, cilindri in pressione, in alternativa uno stoccaggio ad una temperatura di -253 °C, o uso di metodologie estremamente raffinate e costose; nessuna di queste soluzioni risolve comunque il problema in maniera definitiva. Inoltre l’eventuale rete di distribuzione è inesistente e per ovviare a ciò occorrerebbero ingenti investimenti. Queste difficoltà hanno stimolato vari filoni di ricerca alcuni dei quali rivolti a sostituire l’idrogeno a favore di altri tipi di combustibili ma senza ottenere risultati apprezzabili , almeno nel campo dell’autotrazione.

Altro fattore, probabilmente quello determinante che limita fortemente l’utilizzo dell’idrogeno nelle pile a combustibile è il fatto che lo stesso idrogeno, essendo un combustibile artificiale e più precisamente un vettore energetico, deve essere prodotto somministrando energia al sistema ovvero utilizzando altre fonti, con la conseguenza che il bilancio energetico finale viene sostanzialmente compromesso. A tutt’oggi questa limitazione impatta fortemente sull’utilizzo a vasta scala dell’idrogeno ottenuto per elettrolisi dell’acqua, soprattutto nel campo della locomozione.

Oggigiorno i costruttori impegnati nella ricerca sulle auto fuel-cell sono Toyota, Hyundai, Daimler Benz,General Motors, Nissan, Ford; alcuni di questi credono fortemente nello sviluppo di questa tecnologia (vedi Toyota Mirai e Honda FCX Clarity), altri seguono in scia cercando di accumulare esperienze o quantomeno di “sventolare vessilli” di ricerca tecnologica. Di certo resta il fatto che la strada per l’auto a pila combustibile è decisamente in salita.

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