L’utilizzo di dispositivi elettrochimici, come le celle a combustibile, per produrre energia elettrica è la grande scommessa a cui si punta, specie nel settore automobilistico.
Una tecnologia che può rivelarsi davvero utile, specie in questo momento, in cui sono necessari interventi urgenti e soluzioni efficaci per contrastare il cambiamento climatico.
Nel seguente articolo, scopriremo insieme se le Fuel Cell, ossia, le celle a combustibile, possono realmente essere la soluzione ideale per la produzione di energia elettrica.
Indice dell'articolo
Celle a combustibile: cosa sono
Per prima cosa, è utile capire cos’è una cella a combustibile.
Si tratta di un dispositivo elettrochimico in grado di trasformare l’energia elettrochimica direttamente in energia elettrica.
Assistiamo ad un processo in cui ossigeno e idrogeno vengono combinati per formare acqua, senza alcun intervento intermedio di un ciclo termico.
Attualmente esistono diverse tipologie di pile a combustibile. Esse si basano tutte sullo stesso principio di funzionamento, convertendo l’energia tramite reazione: idrogeno e ossigeno formano acqua, trasmessa poi sotto forma di elettricità tramite un circuito esterno.
Il rendimento, a differenza di una classica combustione, è decisamente maggiore.
Una tecnologia già presente e utilizzata in passato
Non si tratta di una tecnologia nuova. Il principio di funzionamento delle celle a combustione, infatti, fu scoperto già nel XIX secolo e utilizzato per le più importanti missioni spaziali del secolo scorso.
Ad oggi, invece, aumenta sempre più la richiesta di un suo impiego nei processi di alimentazione delle auto.
Auto ad idrogeno: come funziona il sistema fuel cell
Dal carburante all’ibrido, dall’elettrico all’idrogeno.
L’auto ha attraversato nel tempo diverse evoluzioni e continua la ricerca di soluzioni per contenere, fino a ridurre, le emissioni di gas dannosi per la salute e per l’ambiente.
I più recenti studi hanno dimostrato che servirsi dell’energia prodotta dalle celle combustibili, mediante reazione chimica di un combustibile e una sostanza ossidante, potrebbe essere la scelta giusta, tanto che alcune case automobilistiche stanno già investendo in questo campo.
Il punto di forza delle celle a combustibile, infatti, è la durata, dal momento che possono essere alimentate da un sistema esterno.
In un’auto fuel cell il sistema è regolato da tutta una serie di passaggi.
Da un serbatoio in cui è contenuto, l’idrogeno passa alle celle di combustione, dove in contatto con l’ossigeno genera elettricità.
Questo processo genera una quantità di calore di scarto che, recuperato, viene utilizzato sotto forma di nuova energia.
Una batteria, simile a quella presente nelle auto ibride, recupera invece l’energia in frenata e garantisce potenza ad esempio nei sorpassi o in ripartenza.
Vantaggi e svantaggi
Tanti pregi ma anche qualche difetto. Per quanto riguarda i primi, senza dubbio è da includere la facile reperibilità dell’idrogeno: già molto diffuso in natura, può essere ricavato anche come sottoprodotto di molti processi industriali o, addirittura, da altre fonti rinnovabili come l’eolico o il fotovoltaico.
In generale poi, bisogna considerare che:
- una cella a combustione lavora a temperature basse, comprese tra gli 80°-100°;
- il calore prodotto dalla reazione elettrochimica può essere recuperato sotto forma di altra energia;
- le emissioni si mantengono basse (al di sotto del 10%) senza emissioni di sostanze come diossido di carbonio e ossido di azoto molto pericolosi e dannosi per l’ambiente.
Inoltre, i tempi di ricarica coincidono con quelli dei carburanti tradizionali ed è stato provato che con un pieno di idrogeno si possono percorrere fino a 1000 km/h.
Ci sono, purtroppo anche degli svantaggi.
Se è vero, infatti, che è facile reperire l’idrogeno, lo stoccaggio non è immediato ed economico.
A tutto questo c’è da aggiungere che, in Italia, mancano impianti e stazioni di distribuzione, nonostante sia stato già varato un piano di sviluppo per aumentarne il numero entro il 2025.
I costi previsti per le celle a combustibile
Il problema principale di questo funzionamento, al momento, è legato ai costi.
Il prezzo dei modelli di veicoli a idrogeno in vendita in Italia, quelli di Toyota e Hyundai, attualmente si aggirano intorno ai 98.000€ il primo e 60.000€ il secondo.
I costi non lasciano intravedere prospettive rosee, almeno per il momento.
L’interesse dimostrato recentemente per la tecnologia basata sul sistema delle celle a combustibile può però far ben sperare in investimenti che aiutino ad ammortizzare i prezzi di stoccaggio e, soprattutto, di vendita.
