Auto a idrogeno: come funziona, vantaggi e svantaggi

Le auto a idrogeno rappresentano una valida alternativa ai veicoli dotati di alimentazione ibrida, elettrica ed endotermica.

Sembra di parlare di futuro, ma l’auto a idrogeno è molto più concreta e reale di quanto si possa immaginare. Sempre più spesso le case automobilistiche tra cui Hyundai, Toyota e BMW propongono modelli e mezzi dotati di questa alimentazione alternativa che abbina innegabili vantaggi pratici ma che ancora oggi non trova una larga diffusione per via dei suoi punti deboli, come il costo di trasporto e immagazzinamento.

Come funziona un’auto a idrogeno

Per comprendere come funziona un’auto a idrogeno è utile definire quale sia la principale differenza tra un’auto elettrica e una a idrogeno. Partiamo da un presupposto fondamentale che aiuta a capire quanto queste due tipologie di alimentazioni, apparentemente simili, differiscano profondamente nel modo e nel reperimento dell’energia.

Le auto elettriche utilizzano sostanzialmente energia generata all’esterno e immagazzinata all’interno di un involucro, il classico pacco batteria, mentre quelle a idrogeno generano internamente energia tramite celle a combustibile (FCEV o FCV).

Auto a idrogeno

Fatta questa dovuta premessa, anche il loro meccanismo di funzionamento differisce sensibilmente perché i veicoli a idrogeno utilizzano celle a combustibile per generare energia attraverso una reazione chimica che converte l’idrogeno.

L’idrogeno immagazzinato in un serbatoio viene trasformato - mediante una reazione chimica che avviene attraverso le celle a combustibile - in energia. Dunque, a differenza di un’auto elettrica che parte da una riserva di energia fissa e la utilizza durante la marcia, quella a idrogeno genera continuamente energia.

Per rendere ancora più facile l’idea sul suo funzionamento immaginiamo che la benzina sia l’idrogeno e la reazione dello scoppio che avviene in un motore a benzina sia il processo e/o reazione chimica generata da un’unità elettrica.

Auto a idrogeno: schema di funzionamento

Gli elementi di cui è composta un’auto a idrogeno sono:

• pacco batteria;
• celle a combustibile;
• serbatoio dell’idrogeno;
• motore elettrico;
• tappo di rifornimento esterno.

Auto a idrogeno

Il serbatoio dell’idrogeno rappresenta l’elemento più delicato ma anche più importante nello schema di funzionamento di questa tipologia di veicoli, perché deve accogliere idrogeno immagazzinato a una pressione superiore di 5.000 / 10.000 volte quella dell’atmosfera.

Due numeri rendono bene l’idea di quanto sia estremamente delicato lo stivaggio dell’idrogeno:

• sulla Toyota Mirai un pieno d’idrogeno equivale a circa 10 kg;
• il peso medio di un serbatoio d’idrogeno oscilla tra i 40 e i 60 kg a seconda della tipologia di veicolo e della sua “autonomia”.

Lo schema di funzionamento è semplice: mediante un processo di elettrolisi inversa l’idrogeno reagisce con l’ossigeno, quest’ultimo ricavato dall’aria circostante, generando non solo energia elettrica che viene utilizzata per muovere l’auto, ma anche calore e acqua che fuoriescono tramite il classico terminale di scarico sotto forma di vapore acqueo.

Così come avviene nel caso di un’auto elettrica, anche quella a idrogeno è priva di emissioni nocive ed è capace di recuperare energia anche in frenata grazie alla presenza del motore elettrico che converte l’energia cinetica dell’auto in elettrica, immagazzinandola in una batteria tampone.

I vantaggi di un’auto a idrogeno

Auto a idrogeno

Zero impatto ambientale, zero emissioni nocive, massima silenziosità di marcia. Sono tanti i vantaggi offerti dalle auto a idrogeno, tra cui spiccano:

• tempi di ricarica: rispetto a un’auto elettrica che richiede diverse ore per una ricarica completa (30 minuti con il fast charge). Un’auto a celle di combustibile impiega circa cinque minuti per raggiungere la sua massima resa chilometrica;
• maggiore autonomia: attualmente un serbatoio d’idrogeno è capace di contener una quantità totale sufficiente per coprire una distanza superiore ai 500 chilometri (la Hyundai Nexo a idrogeno ha un’autonomia di oltre 660 chilometri);
• stabilità termica: rispetto alle auto elettriche non risentono della variazione della temperatura esterna soprattutto in presenza di climi particolarmente rigidi.
  

Gli svantaggi di un’auto a idrogeno

Il principale svantaggio consiste proprio nella scarsa diffusione di stazioni di rifornimento d’idrogeno, rispetto alla Germania e agli Stati Uniti, in Italia attualmente sono presenti solo tre distributori.