Furgoni a idrogeno, quali sono e come funzionano

La tecnologia delle fuel cell a idrogeno è considerata il "passo successivo" nello sviluppo della mobilità elettrica rispetto ai veicoli a batteria, quello che, sulla carta, consentirebbe di raggiungere autonomie maggiori e ridurre i tempi di rifornimento assicurando nel contempo l'utilizzo una fonte energetica davvero "green" e 100% rinnovabile.

Il condizionale è d'obbligo in quanto si tratta di un'industria ancora tutta da sviluppare, specialmente nell'elemento cruciale della rete di rifornimento che, a oggi, è pari a poco più di zero. Tuttavia, qualche veicolo pronto per la produzione in serie esiste già, anche se di fatto le uniche a poterlo utilizzare sono le aziende energetiche stesse, dotate di impianti per la produzione la distribuzione di idrogeno, nell'ambito di iniziative ancora sperimentali.

Da Stellantis a Renault

Quelli già disponibili, anche se non compaiono nei listini ufficiali, sono i mid van messi  a punto dall'ex-Gruppo PSA, oggi confluito in Stellantis, che ha sviluppato una variante della piattaforma elettrica dei modelli BEV, quelli sì regolarmente in vendita, declinata come al solito nei tre marchi Peugeot, Citroen e Opel ma sostanzialmente identici.

Oltre a questi, tra le Case che hanno portato avanti progetti sulle celle di combustibile e sono in procinto di distribuire anch'esse i primi modelli commerciali a idrogeno ad aziende partner per le prove nell'uso pratico, vale la pena di citare Renault e la joint venture Hyvia. Ma come funziona un furgone a idrogeno? Ecco in sintesi i segreti delle fuel cell.

Furgoni FCEV, come funzionano

Il sistema di propulsione fuel cell è sostanzialmente identico a quello di un qualunque altro veicolo elettrico per la parte che riguarda motore e trasmissione. La differenza è nella fonte di energia che non arriva da una batteria, ma dalle cosiddette "celle a combustibile" in cui l'energia viene generata al momento attingendo l'idrogeno contenuto in un apposito serbatoio e combinandolo con l'aria.

Il processo chimico alla base è esattamente l'inverso dell'elettrolisi, quello con cui si ottiene l'idrogeno dall'acqua scindendolo dall'ossigeno tramite l'applicazione di una certa quantità di energia. Qui l'idrogeno ricombinato con l'ossigeno produce energia elettrica, lasciando come unico "prodotto di scarto" dell'innocuo vapore acqueo. 

Un veicolo fuel cell non ha bisogno di una grande batteria perché la vera riserva energetica è il serbatoio dell'idrogeno. Questo rappresenta forse l'elemento più delicato in quanto l'idrogeno può essere stoccato o come gas, a temperatura ambiente ma con elevata pressione (tra 350 e 700 bar), oppure in forma liquida a pressione atmosferica ma a temperature molto basse -253° C.

La seconda soluzione consentirebbe di avere una maggiore densità di energia disponibile e più autonomia, ma richiederebbe a sua volta un dispendio energetico notevole per mantenere la temperatura. Dunque si opta per l'idrogeno gassoso in bombole realizzate in carbonio e compositi, costose ma più praticabili.

Una batteria è comunque presente, necessaria per immagazzinare l'energia recuperata in frenata o eventualmente prodotta in eccesso dal sistema a celle e fornire un surplus di spinta nelle accelerazioni, oltre che per garantire una piccola riserva che consenta al mezzo di essere sempre pronto a muoversi anche "a freddo".

Doppio rifornimento

Sempre in teoria la batteria non necessita di ricarica da fonte esterna perché l'unico rifornimento è quello dell'idrogeno che avviene con tempi e modalità simili a quelli di un pieno di carburante tradizionale. Tuttavia i modelli di Stellantis e Renault offrono una interessante via di mezzo, in quanto hanno una batteria ricaricabile alla spina che assicura una certa autonomia, così da poterli usare anche quando non è possibile rifornirsi di idrogeno.

I modelli

Citroen e-Jumpy/Opel Vivaro-e/Peugeot e-Expert Hydrogen

La triade franco-tedesca nasce su una specifica variante della piattaforma elettrificata e-EMP2, come evoluzione dei modelli elettrici: con questi condividono il motore elettrico, e la trasmissione, ma grazie a un'attenta collocazione del sistema fuel cell e del serbatoio di idrogeno, posti sotto i sedili, riescono a garantire la stessa funzionalità e capacità di carico dei modelli a sola batteria.

Sono, infatti, disponibili nella varianti media e lunga con volumi di carico da 5,3 a 6,1 metri cubi, portata fino a 1.100 kg e traino di 1.000 kg. A oggi, i primi esemplari di pre-serie sono stati affidati ad aziende partner con propri impianti di produzione dell'idrogeno, che possono così assicurare il rifornimento in azienda, e utilizzano i furgoni "green" per operazioni di manutenzione e assistenza.

Lunghezza: 4,95 - 5,31 metri

Portata: fino a 1.100 kg

Potenza: 100 kW (136 CV)

Batteria: 10,5 kWh

Sistema fuel cell: 45 kW

Serbatoi di idrogeno: 3, capienza totale 4,4 kg a 700 bar

Autonomia: oltre 450 km totali di cui 50 a batteria e oltre 400 a idrogeno

Tempi di ricarica: batteria da 1 a 6 ore (caricatore di bordo da 11 kW). Serbatoi da 3' a 5'.

Renault-Hyvia Master H2-Tech

Se Stellantis ha iniziato con i Mid Van, quelli che vantavano la piattaforma più recente e flessibile, Renault ha invece lavorato sul suo "peso massimo" Master per sfruttare la base più spaziosa. In collaborazione con gli specialisti di Plug Power ha creato la joint venture Hyvia e allestito tre varianti del suo large van prevedendo anche la configurazione trasporto passeggeri oltre a furgone e autocarro.

Questi modelli sono, per ora, anch'essi destinati a prendere parte a progetti pilota che fungeranno da ultima fase di collaudo, ma i partner francesi si preparano a lanciarli sul mercato con un pacchetto di servizi che comprende la fornitura di soluzioni per la ricarica e il rifornimento, dunque anche impianti fotovoltaici e stazioni mobili per la produzione e l'erogazione dell'idrogeno.

Lunghezza: n.d.

Portata: 12/19 metri cubi (Van/Autocarro cabinato, 15 passeggeri di cui 9 seduti (Minibus)

Potenza: n.d.

Batteria: 33 kWh

Sistema fuel cell: 30 kW

Serbatoi di idrogeno: da 1 a 4, capienza da 1,5 a 6 kg

Autonomia: da 100 a 500 km totali di cui 100 a batteria e 100/400 a idrogeno

Tempi di ricarica: batteria circa 2 ore. Serbatoi max 5'.

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