Se il gas naturale si sta affermando come una delle più praticabili soluzioni alternative per ridurre la dipendenza da carburanti fossili, come dimostrano i molti veicoli in commercio sempre più apprezzati dalle aziende di trasporto, l'idrogeno è la risorsa che promette di completare questo difficile processo, offrendo una possibile chiave per la svolta della propulsione elettrica.
Risorsa rinnovabile pressoché inesauribile in quanto largamente presente in natura principalmente nell'acqua, l’idrogeno può essere ricavato per elettrolisi utilizzando energia a sua volta ricavata da altre fonti naturali (come quella solare o eolica) e dunque realizzando una filiera al 100% virtuosa. Attualmente, il problema maggiore è legato al suo stoccaggio e distribuzione, che richiede impianti specifici a pressione e temperatura controllate.
L'esperimento del motore termico
L'impiego dell'idrogeno è stato tentato in veste di combustibile "diretto", per alimentare motori endotermici al posto della benzina. L'esperimento più celebre è quello di BMW, che dal 2006 al 2008 ha prodotto una piccola flotta di vetture su base Serie 7, chiamate Hydrogen7. Era spinta dal motore V12 da 6 litri della 760i, modificato per funzionare sia a benzina sia a idrogeno.
Gallery: BMW Hydrogen 7
In quell'applicazione tuttavia, il rendimento e l'autonomia erano limitati: il motore sviluppava una potenza inferire del 40% rispetto all'alimentazione a benzina anche sul piano della percorrenza il confronto era troppo svantaggioso. Anche Mazda ha tentato brevemente quella strada applicandola al motore rotativo Wankel della RX-8. Decisamente più interessante l’utilizzo dell’idrogeno per generare energia elettrica con le celle a combustibile o fuel cell.
L'idrogeno scende in strada
Idrogeno e fuel cell
Con le celle di combustibile, l'idrogeno viene ricombinato con l'ossigeno presente nell'aria per ricavare energia elettrica, invertendo i di fatto il processo elettrolitico con cui è avvenuta la scissione necessaria a ricavare l'idrogeno stesso. Il tutto senza combustione termica e con un’efficienza tale da convincere diverse case costruttrici (come Toyota e Hyundai) ad investire nello sviluppo di questa tecnologia.
Fuel cell nei veicoli commerciali
L’utilizzo di fuel cell è attualmente in fase sperimentale con applicazioni in rapida crescita. Già oggi molti sono gli esempi di bus cittadini elettrici che hanno accumulato milioni di chilometri percorsi in servizio, riforniti da impianti privati installati anche qui a titolo sperimentale.
Gallery: Nikola TRE
Se guardiamo ai pesanti veri e propri al momento il costruttore più avanti nelle fuel cell sembra essere Nikola Motor, che metterà in produzione il camion elettrico TRE a partire dal 2021 grazie alla collaborazione stretta nel 2019 con CNH Industrial. Alla variante alimentata a batteria se ne aggiungerà appunto una seconda per lunghe percorrenze con serbatoi ad alta pressione in fibra di carbonio, autonomia fino a 800 km e tempi di rifornimento di circa 15 minuti.
In California nei porti di Los Angeles e Long Beach hanno già preso servizio e viaggiano autoarticolati fuel cell realizzati in collaborazione tra Toyota e Kenworth. I mezzi sono basati sul T680 Classe 8 equipaggiato con un powertrain elettrico fuel cell fornito da Toyota. Il progetto prevede anche la realizzazione di alcune stazioni di rifornimento che distribuiscono idrogeno ricavato da fonti rinnovabili.
Ai leggeri ci pensa Renault
La prima applicazione su modelli di dimensioni medie e compatte arriva dalla francia e più precisamente da Renault che tra la fine del 2019 e quest'anno ha iniziato a introdurre varianti fuel cell dei modelli elettrici Kangoo Z.E. e Master Z.E. Nel loro caso, la pila a combustibile fornisce energia capace di aumentare fino a 3 volte l'autonomia rispetto ai veicoli 100% elettrici, con tempi di rifornimento di 5-10 minuti.
Gallery: Renault Master e Kangoo Z.E. Hydrogen