La struttura del powertrain, i pregi e i difetti di una soluzione guardata con curiosità da alcuni costruttori e player energetici

Sperimentata per molti anni ma sempre un po’ in disparte, la tecnologia delle fuel cell o celle di combustibile è considerata da molti il passo successivo all'elettrico “alla spina”. Per altri, invece, si tratterebbe di una soluzione da iniziare a perseguire da subito. Tanto che alcuni costruttori stanno investendo per garantirsi un ruolo di primo piano nello sviluppo di questa propulsione.

Come è fatto un sistema fuel cell

Il powertrain di una vettura fuel cell è formato da un serbatoio per l’idrogeno e da un complesso di celle in cui avviene la generazione di energia, un trasformatore che regola la tensione da inviare al motore, un’unità per la gestione della potenza analogo a quello delle più comuni EV e infine un motore elettrico.

C’è anche una batteria, solitamente piccola (più o meno quanto quelle dei modelli full hybrid) che serve per immagazzinare l’energia recuperata in frenata e, se occorre, dare uno spunto aggiuntivo. Qualcuno come Mercedes GLC F-Cell, al momento commercializzata soltanto in Germania, utilizza una batteria ricaricabile anche alla spina, che offre la possibilità di un rifornimento d’emergenza se ci si ritrovasse a corto di idrogeno. Facendone di fatto una sorta di ibrida plug-in.

Fuel Cell, come funzionano

Come funzionano le celle di combustibile

L’idrogeno viene inviato dal serbatoio alle celle dove si combina con l’aria: l’incontro di idrogeno e ossigeno genera una corrente elettrica, una certa quantità di calore e vapore acqueo come unico prodotto di scarto. Il processo è in pratica l’opposto dell’elettrolisi: se in quest’ultima si usa l’elettricità per rompere le molecole d’acqua dividendo, appunto, idrogeno e ossigeno, qui si ricava energia dalla loro riunione.

Fuel Cell, come funzionano

I pregi dell'idrogeno...

L’idrogeno di per sé è considerato un combustibile “pulito”, presente in natura e che può essere ricavato anche come sottoprodotto di molti processi industriali, oppure con sistemi di generazione che utilizzino fonti rinnovabili come l’energia eolica o fotovoltaica. Il rifornimento, che avviene allo stato liquido, è rapido (5' per un pieno) come quello dei carburanti tradizionali.

Fuel Cell, come funzionano

Inoltre ha il vantaggio - se conservato correttamente - di mantenere inalterato il suo potenziale energetico rispetto all’elettricità. Una batteria, infatti, può perdere parte della propria riserva durante un lungo inutilizzo, mentre l’idrogeno in un contenitore ermetico non ha problemi simili. E una vettura moderna riesce teoricamente a percorrere oltre 600 km con un pieno, più della quasi totalità delle elettriche pure.

...e i difetti

Il rovescio della medaglia? Il sistema è piuttosto complesso e pesante, anche per via del serbatoio da 700 bar di pressione (pur realizzato in materiali compositi), tanto che un modello come Hyundai Nexo ad oggi l’unica “virtualmente” in vendita assieme a Toyota Mirai e alla già citata Mercedes GLC F-Cell (non in Italia), pesa a vuoto oltre 1.800 kg e dunque, sotto questo aspetto, non ha particolari vantaggi rispetto ad una EV.

In secondo luogo, produrre e stoccare l’idrogeno comporta un certo dispendio energetico e costi che, per un’industria non ancora del tutto sviluppata, non hanno ancora raggiunto un punto di pareggio tale da renderlo conveniente. In aggiunta, in alcuni Paesi come l’Italia, la rete di rifornimento è ad oggi praticamente inesistente, con un solo punto attivo a Bolzano e un altro paio in costruzione che rende dunque ancora “virtuale”, come accennato prima, la possibilità di utilizzare davvero queste vetture.

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