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Motore ad idogeno

Come funziona il motore che rappresenta futuro dell'autotrazione

Il motore ad idrogeno sfrutta la cella a combustibile per
produrre energia elettrica e quindi alimentare un motore elettrico responsabile quindi
della trazione.

Attraverso l’uso delle fuel cells infatti si esegue un procedimento diverso per lo
sfruttamento dell’idrogeno inteso come elemento base per la produzione di energia
meccanica necessaria alla locomozione di un autoveicolo. L’idrogeno in questo caso
non è più utilizzato come combustibile in un motore, ma attraverso le pile a
combustibile (fuel cells) viene trasformato in energia chimica opportunamente combinato
con l’ossigeno. I prodotti delle celle a combustibile sono energia elettrica e vapor
d’acqua. L’energia prodotta dall’idrogeno viene appunto accumulata in
queste pile e utilizzato per la locomozione del mezzo attraverso un motore elettrico.

La cella a combustibile e’ un generatore elettrochimico
in cui, in linea di principio, entrano un combustibile (tipicamente idrogeno) e un
ossidante (ossigeno o aria) e da cui si ricavano corrente elettrica continua, acqua e
calore .

IDROGENO + OSSIGENO = ACQUA + CALORE +
ELETTRICITA’

Sono simili alle batterie e quindi come gli altri elementi voltaici, una cella a
combustibile e’ formata essenzialmente da due elettrodi , catodo ed anodo, e da un
elettrolito che permette la migrazione degli ioni. Diversamente che dalle batterie comuni,
nella cella a combustibile, la materia attiva viene continuamente rinnovata e quindi la
corrente elettrica continua può essere erogata indefinitamente se si mantiene
l’alimentazione di combustibile e di gas ossidanti.

Il combustibile (idrogeno) e i gas ossidanti (ossigeno
dato semplicemente dall’aria) lambiscono rispettivamente l’anodo e il catodo (sulle facce
opposte a quelle in contatto con l’elettrolito). Data la porosità degli elettrodi,
vengono in questo modo continuamente alimentate le reazioni di ossidazione del
combustibile e di riduzione dei gas ossidanti.

Come combustibile possono essere usati oltre all’ idrogeno anche il metano e il metanolo ;
da questi naturalmente l’idrogeno deve essere estratto con un particolare procedimento. Le
celle a combustione possono essere pensate come uno strumento che fa l’inverso dei più
conosciuti esperimenti dove passando una corrente elettrica attraverso l’acqua si divide
in idrogeno e ossigeno.

Un aspetto di importanza fondamentale per le applicazioni delle celle a combustibile, e’
rappresentato dal fatto che gli effluenti (acqua e gas esausti), che vanno continuamente
rimossi dalla cella, non contengono sostanze inquinanti.

L’elemento base di cui stiamo parlando, cioè l’idrogeno,
è caratterizzato da basse emissioni e da un alto potere calorifico, è il combustibile
ideale a patto che si riescano a superare le difficoltà dovute allo stoccaggio e alla
distribuzione uniti ai problemi dovuti al costo di produzione (l’idrogeno è un
elemento che non si trova libero in natura, ma viene prodotto attraverso lo “ steam
reforming” del metano, con rilascio di CO2, oppure per elettrolisi dell’acqua , con
rilascio di CO2 dovuto alle modalità di produzione dell’energia elettrica). L’idrogeno si
può ottenere in altri modi: da un combustibile fossile, dal metanolo, dall’alcol,
dall’acqua. Per quanto riguarda l’immagazzinamento per le automobili sembra che la
soluzione migliore sia quello di trasportare l’ idrogeno in forma gassosa poiché per
utilizzarlo liquido occorrerebbe mantenerlo a 253 gradi sotto zero. La capienza dei
serbatoi è un grosso limite per questa soluzione che, al momento attuale, è obbligata;
tuttavia si sta pensando alla creazione di una specie di spugna che possa assorbire un
discreto quantitativo di idrogeno non in pressione.