Lo smog e i gas di scarico ci stanno lentamente uccidendo. Solo in Italia, ogni anno i morti per inquinamento sono circa 90.000. Ti basta guardare i muri di alcune case nelle grandi città: nelle zone più trafficate, spesso sono letteralmente anneriti dallo smog. Solo facendo una passeggiata respiriamo migliaia di sostanze nocive senza nemmeno accorgercene. Senza parlare degli effetti che le emissioni di gas serra hanno sull’ambiente e sul pianeta. Nel 2017, i livelli di Co2 sono saliti di 460 milioni di tonnellate raggiungendo un record storico. La temperatura del pianeta rischia di crescere di 1,5 gradi tra il 2030 e il 2052, causando un vero e proprio disastro ambientale. Negli ultimi anni, però, è iniziata una piccola rivoluzione nel mondo dei motori. Le auto elettriche prendono sempre più piede, ma c’è un altro tipo di carburante sostenibile che potrebbe essere la chiave di volta della viabilità del futuro. Sto parlando dell’idrogeno.

Cos’è l’idrogeno?

Si tratta di un gas incolore, inodore e molto infiammabile. È il primo elemento della tavola periodica e il suo nome, che deriva dal greco, significa “generatore d’acqua”. Si tratta dell’elemento più leggero e abbondante presente nell’universo, ma trovarlo al suo stato elementare sulla Terra è impossibile, perché esiste solo combinato con altri elementi (ad esempio nell’acqua, combinato con l’ossigeno H2O). È necessario quindi generarlo, e per farlo ci sono varie modalità:

• Steam reforming: procedura che consiste nel far reagire metano e vapore acqueo a temperature elevatissime per produrre una miscela di monossido di carbonio e idrogeno. È un metodo molto dispendioso ed estremamente inquinante, poiché produce moltissima anidride carbonica.
• Trattamento chimico di idrocarburi e combustibili fossili.
• Sfruttamento di alghe, fanghi e acque reflue in bioreattori.
• Elettrolisi dell’acqua: processo in cui l’idrogeno viene ricavato dall’acqua tramite il passaggio di corrente a basso voltaggio attraverso il liquido, che genera ossigeno e idrogeno in forma gassosa. Questa soluzione è assolutamente sostenibile dal momento che, oggi, l’energia elettrica viene raccolta sempre di più da energie rinnovabili, innescando un circolo virtuoso.

Se quindi un tempo, quando le energie rinnovabili non erano così diffuse, generare idrogeno era dispendioso sia in termini economici che energetici e quindi in pratica non ne valeva la pena, oggi può essere recuperato dall’utilizzo delle energie rinnovabili. Questa possibilità non può che condurre a un incremento consistente dell’utilizzo del motore a idrogeno che potrebbe davvero rappresentare il carburante del futuro, un futuro senza smog.

Motore a idrogeno

Lo scorso settembre, in Germania, Coradia iLint, il primo treno a idrogeno ha compiuto la sua prima tratta. 140 chilometri orari e zero emissioni. E sarà presto seguito da molti altri. Nel 2010, aveva preso il volo Rapid 200-Fc, il primo aereo europeo a idrogeno. Oggi, diverse case automobilistiche stanno presentando i loro prototipi a emissioni zero, che sembrano avere la meglio sulle loro cugine elettriche, ottime dal punto di vista delle emissioni ma poco affidabili per quanto riguarda autonomia e durata. Ma come funziona, esattamente, il motore a idrogeno?

Innanzitutto è importante chiarire che l’idrogeno non è una fonte di energia, bensì un vettore di energia. Per muovere i veicoli, l’energia chimica dell’idrogeno deve essere convertita in energia meccanica, e questo può accadere in due modi:

1. In un motore a combustione interna, chiamato HICEV (Hydrogen Internal Combustion Engine Vehicle), dove il carburante viene bruciato e converte così l’energia chimica in meccanica (come accade nei motori dei razzi spaziali della Nasa)
2. Facendo reagire l’idrogeno con l'ossigeno in delle pile a combustibile, dette fuel cell, producendo così elettricità immediata che alimenta il propulsore. Questo tipo di motore è detto FCEL (Fuel Cell Electric Vehicle) ed è su questo che le aziende stanno puntando nella progettazione delle auto a idrogeno. La reazione chimica generata dall’unione tra idrogeno e ossigeno genera acqua, infatti l’unico scarto (emissione) di questo motore è vapore acqueo.

Vantaggi dell’alimentazione a idrogeno

• Le emissioni di gas serra sono letteralmente azzerate, grazie al fatto che l’unico scarto prodotto dai motori a idrogeno è vapore acqueo.
• Inquinamento bassissimo.
• Le auto alimentate a idrogeno hanno un’autonomia notevole: con un solo pieno riescono a percorrere fino a 800 km.
• I tempi di ricarica sono brevissimi, come fare un pieno di gasolio o di benzina.

Svantaggi (per ora)

• Produrre idrogeno comporta l’utilizzo di una grande quantità di energia elettrica, che è necessario produrre in qualche modo. Tuttavia, questo problema sembra poter essere risolto grazie all’utilizzo sempre più diffuso di energie rinnovabili.
• L’immagazzinamento dell’idrogeno richiede uno spazio consistente all’interno dell’automobile, spazio che viene sottratto alla capienza del veicolo per i passeggeri.
• Vanno costruite le stazioni di rifornimento, e questo comporterà un investimento economico non trascurabile.