Motore a idrogeno: funzionamento e cosa c’è da sapere

Il motore a idrogeno ha un funzionamento particolare: scopriamone la tecnica in questo articolo che vi spiega brevemente le sue caratteristiche e il suo potenziale.

Come è nato il motore a idrogeno

L’idrogeno è un elemento chimico semplice, visto che un suo atomo include solo un protone e un elettrone: leggero e diffuso dell’Universo, questo gas non è disponibile libero in natura sulla Terra, ma si tratta di un vettore energetico prodotto principalmente dal metano o da altri combustibili fossili, oltre che da altre sorgenti come l’energia eolica, solare o nucleare con successiva elettrolisi dell’acqua.

Vista la sua reperibilità, il primo motore a combustione interna funzionante tramite una miscela di idrogeno e ossigeno risale al 1806 e prende il nome di “De Rivaz”, dal suo inventore Francois Isaac de Rivaz. Nel 1863 Étienne Lenoir progetta invece la prima auto a idrogeno, detta Hippomobile, seguito 7 anni dopo dal brevetto di Paul Dieges che propone la modifica al motore a combustione interna benzina per sfruttare questo gas.

I veicoli di questo genere convertono dunque l’energia chimica dell’idrogeno in energia meccanica bruciando il gas in un motore a combustione interna (HICEV – Hydrogen Internal Combustion Engine Vehicle), oppure facendolo reagire con l’ossigeno in una pila a combustibile per produrre elettricità (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle).

Una curiosità: attualmente il record di velocità per un veicolo a idrogeno è 461,038 km/h, stabilito dal Buckeye Bullet 2 Team dell’Università statale dell’Ohio.

I produttori di auto a idrogeno

Da diversi anni molte aziende studiano come realizzare automobili alimentate a idrogeno: tra i precursori di questa tecnologia trovate infatti le Case Honda, Hyundai, Daimler AG, Toyota e BMW.

Partiamo da Honda, che ha introdotto la FCX a celle a combustibile nel 1999, proponendone il modello in produzione dal 2007 presso il Greater Los Angeles Auto Show: la sua commercializzazione limitata è partita col nome di FCX Clarity nel giugno del 2008, per essere poi introdotta in Giappone a novembre. Per la Casa lo sviluppo delle celle a combustibile a idrogeno è visto come “la miglior scommessa a lungo termine”, e per questo nel novembre 2016 ha presentato in Europa e negli States la Clarity Fuel Cell.

Stesso discorso per Hyundai, che nel 2008 ha annunciato di voler produrre 500 veicoli a idrogeno entro il 2010, presentando poi la FE Concept nel marzo 2017 al Salone di Ginevra. A luglio 2018 è toccato al SUV Nexo, dotato di motore elettrico alimentato a celle di combustibile, con un’autonomia di circa 650 km e una potenza di 135KW (40 kW la batteria e 95 kW le 3 celle a idrogeno). Oggi ci sono 10 nuove Hyundai ix35 Fuel Cell come prime auto a idrogeno dei Carabinieri.

Le sperimentazioni delle Case automobilistiche

Per quanto riguarda la Daimler AG, l’annuncio dei piani per iniziare la produzione di veicoli FC risale al 2009, mentre Nissan ha iniziato a testare un nuovo veicolo di questo tipo in Giappone.
Anche la Lotus Cars ha annunciato già nel febbraio 2010 lo sviluppo di una flotta di taxi a idrogeno a Londra, poi testati ai giochi olimpici del 2012.

Toyota il 15 dicembre 2014 ha messo in commercio Mirai, il veicolo a celle di combustibile, mentre BMW produce la Hydrogen 7 limited, basata su un modello tradizionale a benzina 760Li.

In pratica, il vero limite sullo sviluppo delle auto FC è la diffusione su larga scala del gas come combustibile anche nei trasporti, elemento chiave dell’ economia dell’idrogeno. Per questo molte Case hanno scelto di abbandonare i progetti in merito, come ad esempio la Ford che vuole concentrarsi sui veicoli elettrici. Stesso discorso per la francese Renault-Nissan, che nel 2009 ha annunciato l’annullamento di ricerca e sviluppo in tal senso. Stesso discorso per Fritz Henderson, CEO di General Motors, che dichiara costi di costruzione troppo alti per proseguire con le sperimentazioni.

In conclusione, un’altra curiosità: effettuare un rifornimento di idrogeno è una procedura rapida esattamente come quello di benzina, gasolio, GPL o metano, rispetto ai tempi di ricarica delle auto elettriche.