Idrogeno: vapore acqueo come «gas di scarico»

La propulsione a idrogeno è considerata la tecnologia del futuro, ma le celle a combustibile sono già una realtà nel presente. In Svizzera i primi camion a idrogeno sono in circolazione dal 2020. Entro il 2025 l’associazione promotrice Mobilità H₂ Svizzera, in collaborazione con il produttore coreano Hyundai, vuole mettere su strada una flotta di 1600 autocarri alimentati a idrogeno. Di conseguenza, si sta creando una rete di stazioni di rifornimento di idrogeno. I veicoli commerciali svolgono un ruolo pionieristico, ma anche le autovetture beneficeranno di questa infrastruttura in futuro.

Dal punto di vista tecnico si distinguono due tipi di propulsione a idrogeno.

La cella a combustibile

Nella cella a combustibile, l’energia elettrica viene prodotta dall’idrogeno tramite un processo di elettrolisi inversa. La cella a combustibile a bordo del mezzo funge da minicentrale a idrogeno. Grazie alle pile di celle a combustibile, l’ossigeno (O₂) entra a contatto con l’idrogeno (H₂), generando elettricità per la propulsione. Allo stesso tempo, l’auto emette solo vapore acqueo o acqua (H₂O).

Il motore a combustione di idrogeno

Contrariamente a quanto avviene per la cella a combustibile, che alimenta un motore elettrico, l’idrogeno può anche essere utilizzato direttamente come carburante per un motore a combustione. La base di questo processo è la reazione idrogeno-ossigeno (due parti di idrogeno con una parte di ossigeno). Negli anni ’90, BMW ha svolto un’attività di ricerca sul motore a combustione di idrogeno, ma ne ha interrotto lo sviluppo nel 2009. Anche Mazda ha utilizzato un prototipo di motore Wankel che bruciava idrogeno.

Oggi la cella a combustibile sembra possedere tutte le carte vincenti nell’ambito della mobilità a idrogeno. Rispetto al veicolo elettrico a batteria (BEV), la cella a combustibile presenta però uno svantaggio importante: l’utilizzo di elettricità per generare idrogeno e la riconversione di quest’ultimo in elettricità va a discapito del rendimento. Uno studio pubblicato nel 2019 dall’Associazione degli ingegneri tedeschi (VDI) rivela che le auto a batteria «utilizzano l’apporto di energia primaria in modo almeno due volte più efficiente rispetto ai veicoli a celle a combustibile».

Di contro, la cella a combustibile si distingue per la sua autonomia, che equivale a quella dei veicoli con motore a combustione. Inoltre il rifornimento di idrogeno può essere eseguito altrettanto rapidamente e facilmente quanto quello di benzina, diesel o CNG. Il processo di ricarica delle batterie richiede invece molto più tempo.