Il futuro è già presente

Il punto della situazione

Si discute molto sull’effettiva eco-sostenibilità dei veicoli alimentati a trazione puramente elettrica, non tanto riguardo le emissioni durante la sua marcia su strade aperte al traffico, che come sappiamo è pari a zero, quanto durante il suo ciclo produttivo così come nell’intero ciclo di vita.

In sintesi, i limiti difficilmente superabili di questo tipo di mobilità sono la produzione di batterie legata a Paesi extraeuropei quasi esclusivamente occidentali e quindi il trasporto dall’occidente all’Europa e nel resto del mondo.

Inoltre, se pensiamo di avere una grande diffusione di EV dobbiamo rivedere tutte le infrastrutture dalla produzione di energia all’utilizzo per la ricarica.

In Italia e nel mondo produciamo basse quantità di energia elettrica da fonti rinnovabili, quindi quello che risparmiamo di Co2 in emissione pura del veicolo viene immesso nell’aria dalla maggiore produzione di energia elettrica, che è legata principalmente a centrali alimentate da combustibili fossili.

Ultimo problema da non trascurare, ma non in ordine di importanza, è lo smaltimento di suddette celle EV alla fine del loro ciclo vitale.

Come verranno stoccate e smaltite in futuro le batterie esauste per evitare un impatto ambientale?

Due persone su tutte hanno analizzato queste e altre problematiche relative alle auto puramente elettriche, mettendone in discussione l’impiego:

  • Akyo Toyoda, CEO di Toyota, primo produttore di veicoli al mondo;
  • Franz Fehrenbach, amministratore di Bosch Automotive.

Sarebbe più semplice prevedere la diffusione di EV nell’ambito prettamente cittadino, ma per veicoli che hanno bisogno di fare tanti chilometri al giorno risulta un vincolo non facilmente superabile.

Pertanto, la soluzione sembra essere già tecnicamente disponibile: alimentare i veicoli con carburante alternativo, cioè l’idrogeno con il sistema FUEL CELL.

Vediamo nel dettaglio il suo principio di funzionamento: un veicolo alimentato ad idrogeno è sostanzialmente un veicolo elettrico che però non viene alimentato da batterie agli ioni di litio, bensì da pile di combustibile (da quì deriva il nome fuel cell) e da un serbatoio di idrogeno.

Il funzionamento di una cella a combustibile si basa su una reazione elettrochimica in cui le molecole del combustibile si separano in ioni positivi e negativi. Questi ultimi transitano in un circuito in modo da creare una corrente elettrica.

L’idrogeno è particolarmente adatto a questo scopo, poiché il legame tra i suoi atomi è relativamente debole.

Per far si che avvenga questa reazione elettrochimica è necessario l’ossigeno che viene prelevato dalla parte frontale del veicolo tramite delle prese d’aria.

La corrente prodotta dalla correlazione tra idrogeno e ossigeno va poi ad alimentare un motore elettrico di trazione.

I prodotti di scarto sono il calore e semplicemente l’acqua.

Infatti, combinando chimicamente idrogeno (H2) e ossigeno (O) si ottiene acqua (H2O), che viene rilasciata tramite il tubo di scarico.

Il grande vantaggio di questo processo è che si può ottenere elettricità dalla combinazione di idrogeno e ossigeno, senza alcun tipo di processo di combustione.

Quindi questi veicoli, chiamati anche FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) non fanno altro che produrre energia elettrica per trasformarla in energia meccanica.

Tutto avviene, come detto in precedenza, facendo reagire l’idrogeno che è presente nei serbatoi ad alta pressione con l’ossigeno.

Questo processo avviene nella pila di combustibile.

Una volta prodotta energia elettrica questa viene immagazzinata nelle batterie, che sono molto più piccole delle EV tradizionali.

Un motore elettrico poi trasmette energia meccanica alle ruote.

Così facendo l’auto è il generatore di se stessa.

Questi gli aspetti positivi:

  • i serbatoi di ultima generazione garantiscono una percorrenza chilometrica di almeno 500/600 km con un pieno;
  • è possibile riqualificare gli attuali distributori, che potrebbero essere in grado di stivare o addirittura produrre idrogeno da trazione;
  • è possibile alimentare veicoli a idrogeno che in alcuni casi sarebbe impossibile far circolare in EV puro, perché avrebbero bisogno di grandi batterie (sono un esempio gli autobus per il trasporto pubblico e i mezzi di trasporto pesanti di vario tipo).

Con questo sistema ci sarebbe un’evoluzione concreta di tutto il settore automotive, senza avere problemi di produzione di altra energia dalle centrali.

Anche i serbatoi hanno avuto una considerevole evoluzione nel corso degli anni per una questione di sicurezza, visto che l’idrogeno vi è immagazzinato a 700 bar.

La casa automobilistica che investe da più tempo risorse ed energie verso questo settore è la Toyota, costruendo anche serbatoi di nuova concezione chiamati COPV (composite overwrapped pressure vessel). La loro resistenza è data da una struttura in fibra di carbonio su cui è stato posato uno strato in fibra di vetro. Qualora il veicolo dovesse essere coinvolto in un sinistro, gli eventuali danni arrecati al serbatoio sarebbero visibili sullo strato più esterno, che quindi ha il compito di accertarne l’integrità. L’intero serbatoio è poi rivestito con del materiale polimerico per sigillarlo.

Nessun veicolo o sistema di alimentazione è sicuro al 100%, ma con la ricerca e lo sviluppo si cerca di avvicinarsi il più possibile alla perfezione.

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