Veicoli a Idrogeno, tra celle a combustibile e motori a combustione

  transizione ecologica | Settembre 2, 2024

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In cosa differisce dalle celle a combustibile l'idrogeno a combustione diretta?

Idrogeno viene usato nel settore dei trasporti in due modi distinti: attraverso celle a combustibile e motori a combustione. Sebbene entrambi i processi utilizzino idrogeno come combustibile a zero emissioni di carbonio, lo sfruttano in modalità totalmente diverse per alimentare i veicoli.

HPP evidenzia che i motori a combustione di idrogeno producono energia bruciando il carburante idrogeno, proprio come avviene con i motori tradizionali che invece utilizzano carburanti diesel e benzina. Qui, l’idrogeno viene miscelato con l’aria per creare un’esplosione controllata, come nei classici motori a scoppio, generando energia meccanica per generare la spinta atta a muovere il veicolo.

Le celle a combustibile e i veicoli a idrogeno, nel frattempo, convertono l’idrogeno in elettricità attraverso un processo chimico. In questo processo, un dispositivo elettrochimico converte l’idrogeno e l’ossigeno in elettricità, calore e vapore acqueo. Più specificamente, genera elettricità dividendo l’idrogeno in un protone e un elettrone. Questa elettricità alimenta quindi un motore elettrico che attiva il veicolo. 

I veicoli a celle a combustibile detti FCEV sono più efficienti con carichi inferiori, mentre i motori a combustione di idrogeno funzionano meglio con carichi più pesanti. Si rende i veicoli a combustione idrogeno detti HICE una scelta migliore per: i camion pesanti, treni, aerei, e navi, che trasportano carichi di grandi dimensioni per la maggior parte del tempo. Al contrario, automobili, moto, barche, autobus e carri attrezzi potrebbero trarre maggiori benefici dalle celle a combustibile, poiché di solito funzionano con carichi molto inferiori.

Tuttavia, poiché entrambi utilizzano idrogeno, producono emissioni simili. I veicoli a celle a combustibile non generano emissioni, mentre i motori a combustione di idrogeno emettono quantità di CO2 prossime allo zero. Inoltre, i motori a idrogeno potrebbero funzionare con idrogeno di qualità inferiore, il che consente casi d’uso specifici. Comunque HPP assicura le case costruttrici di motori la possibilità di ricevere una personalizzazione di idrogeno che abbia caratteristiche che tuteli la durata e aumenti le prestazioni.

I motori a combustione interna a idrogeno sono in uso da decenni e non richiedono modifiche alle infrastrutture. Pertanto, per i produttori di veicoli, il passaggio a un motore a idrogeno è meno impegnativo grazie all’utilizzo della tecnologia esistente. Le celle a combustibile, d'altro canto, sono più leggere, più silenziose e note per la loro elevata efficienza. Convertono fino al 60% dell'energia immagazzinata nell'idrogeno in energia elettrica.

Funzionano a una temperatura inferiore rispetto ai motori a combustione, tuttavia, poiché si tratta di una tecnologia relativamente nuova, le celle a combustibile sono un’opzione più costosa rispetto ai motori a combustione di idrogeno.

Questo non significa che siano in competizione tra loro, ma piuttosto che HICE e FCEV si completano a vicenda. Dopotutto, entrambi coinvolgono la stessa infrastruttura di produzione, stoccaggio, trasporto e distribuzione dell’idrogeno e fanno parte della riduzione delle emissioni dei trasporti verso il vero Impatto Zero.

HPP e i vantaggi dell’ idrogeno come carburante

L’utilizzo dell’idrogeno presenta chiaramente vantaggi significativi, ma che dire della combustione dell’idrogeno in particolare? Ebbene, come abbiamo affermato in precedenza, il vantaggio principale è l’impatto ambientale degli HICE.

Questi motori sono noti per avere un sottoprodotto pulito, principalmente vapore acqueo, che offre un vantaggio significativo rispetto ai tradizionali motori a benzina. Oltre a contribuire a ridurre le emissioni di gas serra, i motori a combustione di idrogeno hanno un’efficienza termica molto più elevata, pari a circa il 45%, rispetto ai motori diesel, che sono inferiori al 40%, e ai motori a benzina, che sono inferiori al 30%.

Un altro grande vantaggio degli HICE è che possono essere costruiti utilizzando la tecnologia esistente dei motori a combustione interna, quindi non sono necessarie infrastrutture aggiuntive o riqualificazione della forza lavoro.