Automobile elettrica – alimentazione del motore – sole e idrogeno

Possiamo notare che le batterie ricaricabili non siano l’unico metodo di alimentazione possibile per un motore elettrico d’autotrazione. Soprattutto le necessità particolari delle navicelle spaziali hanno individuato utili applicazioni per generare direttamente a bordo la corrente elettrica da fornire ai  motori.

Lo possiamo fare con celle fotoelettriche del genere di quelle che costituiscono i pannelli fotovoltaici solari. Idealmente il metodo potrebbe applicarsi anche al campo dei veicoli su strada, ma almeno per ora le potenze ricavabili sono troppo esigue date le piccole superficie disponibili su di un’autovettura: così si hanno applicazioni pratiche solo su navicelle da esplorazione spaziale, ed in sperimentazioni come quella aeronautica del velivolo quadrimotore Solar Impulse ideato e realizzato dal team di Bertrand Piccard per la circumnavigazione aerea della Terra senza combustibili.

Più concretamente possiamo disporre di celle elettrolitiche chiamate “celle a combustione” (in lingua inglese fuel cell) che utilizzano alcune reazioni elettrochimiche spontanee o indotte da catalizzatori: per generare una corrente elettrica utile al funzionamento del motore. Le più idonee per l’autotrazione, almeno nelle applicazioni che si sono moltiplicate alcune decine d’anni fa, ricorrono ad idrogeno od anche a metilene. La “combustione” di cui si parla è di un genere diverso da quella con fiamma libera alla quale siamo abituati bruciando legna o carbone, oppure con fiamma in camera di compressione dei carburanti nei motori tradizionali a benzina o gasolio… si tratta di una reazione elettrochimica con ossigeno realizzata in modo controllato da membrane in una soluzione elettrolitica all’interno della cella: il risultato è la forza elettromotrice per il funzionamento del motore. Nel caso dell’utilizzo di idrogeno la reazione produce vapore acqueo H2O scaricato all’esterno della cella; nel caso di molecole più complesse e meno “pregiate” anche i gas scaricati saranno più complessi e ve ne saranno di carbonici come il CO2 (eventualmente recuperabili, per non essere scaricati in aria libera come avviene nei motori tradizionali a combustione).

Il motore elettrico automobilistico alimentato grazie a fuel cell montate a bordo potrebbe essere utile in certe zone discoste dove non arriva la distribuzione capillare di corrente elettrica. Ha avuto un particolare sviluppo progettuale negli ultimi decenni del secolo XX appena trascorso e nei primi anni del Duemila… soprattutto sull’impulso delle proposte di utilizzare Idrogeno come vettore energetico molto meno invasivo per l’ambiente vitale rispetto all’utilizzo di energia ricavata dai combustibili fossili. Sulla tecnologia dell’idrogeno -nelle fuel cell ma anche nei motori tradizionali a combustione ed in altri ambiti delle normali necessità del vivere- e sui motivi per i quali oggi se ne parla poco fino ad apparire praticamente scomparsa, occorrerebbe aprire un capitolo a parte e magari lo potremmo fare in futuro. In effetti l’argomento è parecchio intrigante e proprio chi scrive lo aveva affrontato abbastanza approfonditamente -nei suoi pregi ma anche nei difetti- una quindicina d’anni fa sulla scia di una proposta detta “Città ad Idrogeno” del Fisico nucleare Carlo Rubbia in sede comunitaria europea.

di Giuseppe Donati – modificato 10 luglio 2018 – ricontrollato il 12 luglio –

Poscritto: chi volesse approfondire un po’ il funzionamento di una cella a combustione (eventualmente trascurando i dettagli chimico-fisici dell’ingegneria) potrebbe rivolgersi alla trattazione che ne fa l’Enciclopedia Treccani: vengono anche descritti pregi e difetti delle varie tipologie di cella analizzate. Un’altra lettura utile in Wikipedia presenta numerosi riferimenti storici su studi e sperimentazioni delle fuel cell, oltre alla descrizione tecnica.