La corsa è in corso per sostituire l'attuale generazione di veicoli ad alto consumo di gas, con il governo del Regno Unito che si è recentemente impegnato a fermare la vendita di tutte le nuove auto a benzina e diesel entro il 2040.
Mentre le auto elettriche plug-in e i veicoli ibridi sono in corsa come loro sostituti, molti credono che il futuro risieda nelle auto alimentate da celle a combustibile a idrogeno. E un certo numero di aziende automobilistiche hanno già fatto breccia in questo settore.
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Cos'è una cella a combustibile?
Le celle a combustibile generano elettricità da una reazione chimica e sono state sviluppate per la prima volta nel 1830. Furono usati commercialmente dalla NASA più di un secolo dopo per generare energia per satelliti e capsule spaziali.
A differenza delle batterie convenzionali, che si basano su sostanze chimiche immagazzinate all'interno della cella per mantenere l'energia, le celle a combustibile utilizzano un flusso costante di carburante nella cella. La maggior parte delle celle a combustibile utilizza idrogeno e ossigeno.
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Una singola cella a combustibile ha circa la stessa quantità di energia di una batteria a secco a cella singola, che non può nemmeno alimentare un laptop. Per alimentare le auto, le celle a combustibile sono impilate e collegate tra loro.
Piuttosto che fare affidamento su benzina o diesel, i veicoli a celle a combustibile (FCV) combinano l'idrogeno con l'ossigeno per produrre elettricità per azionare il motore.
Come funzionano le celle a combustibile?
Le auto alimentate a celle a combustibile, come la Mirai di Toyota o la Honda Clarity FCV, combinano le caratteristiche di un'auto con motore a combustione interna e batteria. L'energia è ricavata dal carburante in un serbatoio, ma il carburante è idrogeno invece di benzina liquida o diesel. I motori tipici bruciano carburante, tuttavia, mentre le celle a combustibile si fondono chimicamente con l'ossigeno nell'aria, producendo acqua, l'unico prodotto di scarto risultante da questo processo.
Esistono diversi tipi di celle a combustibile, ma quelle comunemente viste per alimentare le auto sono chiamate membrane a scambio polimerico o membrane a scambio protonico. Hanno una struttura simile a una batteria con un terminale positivo, un terminale negativo e un elettrolita che li separa.
Quindi, come una batteria ricaricabile, finché la cella a combustibile ha una fonte di alimentazione, può funzionare. L'energia per questi deriva da una reazione elettrochimica tra idrogeno e ossigeno, che è sempre disponibile nell'aria. Finché l'idrogeno è disponibile, la cella può funzionare.
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Perché le celle a combustibile sono utili per le auto?
A differenza dei motori a combustione, che rilasciano anidride carbonica nociva nell'atmosfera, le celle a combustibile producono solo acqua e calore come sottoprodotti, il che le rende più rispettose dell'ambiente.
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Inoltre producono meno rumore rispetto a quelli che funzionano con i motori, il che significa che i pisolini sul sedile del passeggero possono essere molto più tranquilli.
Qual è il problema?
Mentre le celle a combustibile stesse non producono anidride carbonica, la produzione dell'idrogeno utilizzato può causare inquinamento poiché la maggior parte di esso è attualmente prodotta utilizzando combustibili fossili, emettendo anidride carbonica.
L'idrogeno può anche essere prodotto dall'elettrolisi dell'acqua e, sebbene questo processo possa essere alimentato da fonti di energia rinnovabile, come l'energia eolica, la maggior parte dell'idrogeno è ancora prodotta utilizzando fastidiosi combustibili fossili.
Inoltre, le abitudini sono dure a morire. La società è abituata a produrre auto con motori a benzina, il che significa che sono generalmente più economiche, meglio testate e più affidabili. È anche molto più facile riparare la tua auto a benzina: quante officine hai visto pubblicizzare sconti sui controlli delle celle a combustibile?
