Le auto a idrogeno sono il futuro dell'industria automobilistica. Come funzionano le auto a idrogeno come la Toyota Mirai e la BMW X5?

Le auto a idrogeno non occupano ancora una posizione di forza nel mercato. Pochi produttori decidono di concentrarsi interamente sullo sviluppo di questa tecnologia. Si lavora ancora principalmente su motori elettrici e motori a combustione interna o ibridi meno inquinanti. Nonostante molta concorrenza, le auto a idrogeno sono una curiosità. Cosa vale la pena sapere su di loro?

Come funziona l'energia dell'idrogeno?

Il più grande vantaggio dei veicoli alimentati a idrogeno è la loro compatibilità ambientale. Vale la pena notare qui che per poterli definire in questo modo, è necessario rispettare i principi della tutela ambientale anche nel processo produttivo. 

Le auto alimentate a idrogeno funzionano in modo tale da generare l'elettricità necessaria per muovere il veicolo. Questo è possibile grazie alle celle a combustibile installate con un serbatoio di idrogeno che genera elettricità. La batteria elettrica funge da tampone. La sua presenza nell'intero sistema motore del veicolo è necessaria, ad esempio, durante l'accelerazione. Può anche assorbire e immagazzinare l'energia cinetica durante la frenata. 

Il processo che avviene in un motore a idrogeno 

Vale anche la pena scoprire cosa succede esattamente nel motore a idrogeno del veicolo stesso. La cella a combustibile produce elettricità dall'idrogeno. Ciò è dovuto all'elettrolisi inversa. La reazione stessa è che l'idrogeno e l'ossigeno nell'aria interagiscono per formare acqua. Questo genera calore ed elettricità per azionare il motore elettrico.

Celle a combustibile nelle auto a idrogeno

Le celle a combustibile PEM sono utilizzate nei veicoli alimentati a idrogeno. È una membrana elettrolitica polimerica che separa l'idrogeno e l'ossigeno che circondano l'anodo e il catodo. La membrana è permeabile solo agli ioni idrogeno. Allo stesso tempo, all'anodo, le molecole di idrogeno vengono separate in ioni ed elettroni. Gli ioni idrogeno passano quindi attraverso l'EMF al catodo, dove si combinano con l'ossigeno atmosferico. Quindi, creano acqua.

D'altra parte, gli elettroni dell'idrogeno non possono passare attraverso l'EMF. Pertanto, passano attraverso il filo che collega l'anodo e il catodo. In questo modo viene generata elettricità, che carica la batteria di trazione e aziona il motore elettrico dell'auto.

Cos'è l'idrogeno?

È considerato l'elemento più semplice, più antico e allo stesso tempo più comune dell'intero universo. L'idrogeno non ha un colore o un odore specifico. Di solito è gassoso e più leggero dell'aria. In natura, si presenta solo in una forma legata, ad esempio nell'acqua.

L'idrogeno come combustibile: da dove viene ottenuto?

L'elemento H2 è ottenuto nel processo di elettrolisi. Ciò richiede corrente continua e un elettrolita. Grazie a loro, l'acqua viene suddivisa in componenti separati: idrogeno e ossigeno. L'ossigeno stesso si forma all'anodo e l'idrogeno al catodo. L'H2 è spesso un sottoprodotto di processi chimici, sintesi di gas naturale o raffinazione del petrolio greggio. Una parte significativa della domanda di idrogeno è soddisfatta da fonti energetiche rinnovabili.

Idrogeno da fonti rinnovabili - quali materie prime rientrano in questo gruppo?

Vale la pena chiarire quali materiali specifici possono essere definiti materie prime rinnovabili. Affinché i veicoli a idrogeno e celle a combustibile siano sostenibili, il carburante deve provenire da fonti quali:

• fotovoltaico;
• energia eolica;
• energia dell'acqua;
• energia solare;
• energia geotermica;
• biomassa.

Auto a idrogeno – Toyota Mirai

La Toyota Mirai del 2022, così come la 2021, è uno dei modelli più scelti dai clienti. Mirai ha un'autonomia fino a 555 km e un motore elettrico da 134 kW situato nella parte posteriore della vettura. L'energia è generata dalle celle a combustibile di bordo situate sotto il cofano anteriore dell'auto. L'idrogeno viene utilizzato come energia primaria e immagazzinato in serbatoi nel cosiddetto tunnel cardanico sotto i sedili posteriori. I serbatoi contengono 5,6 kg di idrogeno a 700 bar. Anche il design della Toyota Mirai è un vantaggio: il design dell'auto non è futuristico, ma classico.

Mirai accelera fino a 100 km/h in 9,2 secondi e raggiunge una velocità massima di 175 km/h.. La Toyota Mirai eroga una potenza costante e risponde molto bene ai movimenti del guidatore, sia in accelerazione che in frenata.

BMW X5 a idrogeno: un'auto a cui vale la pena prestare attenzione

La gamma di veicoli alimentati a idrogeno comprende anche i SUV. Uno di questi è la BMW X5 Hydrogen. Il modello nel suo design non differisce dalle controparti della fornace della stessa serie. Solo i pannelli luminosi o il design dei cerchi possono differire, ma non si tratta di evidenti incongruenze. Il prodotto del marchio bavarese ha due serbatoi in grado di immagazzinare fino a 6 kg di gas, oltre a celle a combustibile con una capacità fino a 170 CV. È interessante notare che la BMW ha unito le forze con la Toyota. Il modello X5 alimentato a idrogeno è sviluppato utilizzando la stessa tecnologia delle auto del produttore asiatico Hydrogen NEXT. 

Le auto a idrogeno sono davvero ecologiche?

Il vantaggio principale delle auto a idrogeno è che sono rispettose dell'ambiente. Tuttavia, se questo è effettivamente il caso dipende in gran parte da come viene prodotto l'idrogeno. In un momento in cui il metodo principale per ottenere carburante è la produzione utilizzando gas naturale, l'elettricità, che di per sé è ambientale e priva di emissioni, non riduce tutto l'inquinamento che si verifica durante la produzione di idrogeno. Anche dopo un uso prolungato dell'auto. Un'auto a idrogeno può essere definita completamente green se l'energia necessaria al suo funzionamento proviene interamente da fonti rinnovabili. Allo stesso tempo, il veicolo è completamente sicuro per l'ambiente. 

Auto a idrogeno - sintesi

I veicoli elettrici hanno un'autonomia sempre maggiore e sono anche molto divertenti da guidare. Tuttavia, il rifornimento di veicoli elettrici può essere una sfida. Le auto con una tale guida si dimostreranno eccellenti nelle vicinanze di grandi città, come Varsavia.Ci sono ancora poche stazioni di rifornimento di idrogeno nel nostro paese, ma questo dovrebbe cambiare entro il 2030, quando il numero di stazioni aumenterà a più di 100, secondo Orlen.