autobus ad idrogeno

distributore idrogeno




Nel campo dei trasporti una delle più grandi sfide per le case costruttrici per il prossimo futuro sarà quello di sviluppare propulsori ad alimentazioni alternative rispetto al petrolio che, ad oggi, rappresenta praticamente l'unica fonte energetica per la trazione su gomma. Molti scienziati affermano che il momento di massima estrazione/produzione di petrolio, il cosiddetto "picco di Hubbert", è stato ormai superato e di conseguenza l'offerta di petrolio non è più in grado di seguire la crescente domanda.Per l'imminente futuro, pare che il metano possa essere la soluzione vincente, ma ciò, di fatto, posticipa solo il problema, in quanto anche tale combustibile è destinato ad esaurirsi.



Le Fuel Cell (celle a combustibile) sono dei dispositivi nei quali avviene la reazione inversa rispetto all'elettrolisi.Una reazione elettrochimica tra l'idrogeno e l'ossigeno fornisce come prodotto di reazione energia elettrica, calore e acqua. L'energia elettrica prodotta viene così convogliata ed utilizzata per l'alimentazione del motore elettrico di trazione. In altre parole una Fuel Cell è di fatto come una tradizionale batteria che noi tutti conosciamo, in cui però i reagenti sono forniti dall'esterno (idrogeno ed ossigeno) invece che contenuti all'interno della batteria (Litio, piombo-acido).

I minibus sono stati realizzati da una newco trentina la "Dolomitech S.r.l." di Villa Agnedo (TN). Il veicolo è mosso da un motore elettrico da trazione (80 kW) alimentato dall'energia elettrica fornita direttamente dalle Fuel Cell alimentante dall'idrogeno stoccato in apposite bombole sulla copertura del mezzo. Al fine di aumentare il rendimento globale del minibus sono presenti anche delle batterie al Litio (che hanno un compito puramente ausiliario) in grado di recuperare l'energia del veicolo in fase di frenatura e di restituirla nelle fasi di partenza e accelerazione. I nuovi minibus ad idrogeno sono a "Zero Emission" in quanto dal tubo di scarico esce solo vapore acqueo puro.

La particolarità di questo veicolo è la capacità di superare diverse condizioni limitie tipiche di un ambiente alpino:

temperature di esercizio e rimessaggio inferiori allo zero: infatti la maggior parte dei veicoli ad idrogeno circolanti presentano il grosso limite delle temperature esterne ambientali che non possono essere inferiori allo zero;
le pendenze media superiori al 8 - 10 %: i veicoli ad idrogeno circolanti per le varie sperimentazioni in corso presentano il limite di non poter essere utilizzati in modo continuativo su percorsi ad elevata pendenza.

Come è stato spiegato, un veicolo a Fuel Cell non è altro che un normale veicolo a trazione elettrica in cui l'energia viene fornita da una reazione chimica (no combustione) tra l'idrogeno, contenuto in apposite bombole, e l'aria, aspirata mediante un compressore dall'atmosfera.

Nello specifico, la tecnologia "Fuel Cell Dominant", di cui sono dotati i minibus, fa si che le Fuel Cell siano il cuore centrale del propulsore, in quanto l'energia elettrica prodotta alimenta direttamente il motore elettrico di trazione. In altre tipologie di veicoli, la Fuel Cell hanno invece il semplice ruolo di tenere in carica le batterie presenti ed aumentarne così l'autonomia.

Per poter recuperare l'energia cinetica del veicolo durante le frenature e per aiutare le Fuel Cell durante le partenze e i picchi di potenza richiesti dal guidatore, sono anche presenti dei pacchi batterie al Litio. Tuttavia, ai fini della pura estensione dell'autonomia, la loro presenza è del tutto marginale. Infatti l'energia contenuta in esse sarebbe in grado di garantire solamente circa 50 km di percorrenza prima di esaurirsi, contro i 200-250 km garantiti dalle Fuel Cell. La particolare e flessibile gestione elettronica permette, inoltre, di caricare direttamente le batterie con le Fuel Cell nel caso di particolari condizioni di utilizzo.

Un veicolo a idrogeno è un veicolo che utilizza l'idrogeno come combustibile. Con tale espressione ci si può riferire sia ad un'automobile, sia ad un altro qualsiasi mezzo di trasporto ad idrogeno, come un aeromobile. Questi veicoli convertono l'energia chimica dell'idrogeno in energia meccanica, bruciandolo in un motore a combustione interna o facendolo reagire con l'ossigeno in una pila a combustibile, producendo elettricità. La diffusione su larga scala dell'idrogeno come combustibile nei trasporti è l'elemento chiave della cosiddetta economia dell'idrogeno.

Sulla Terra l'idrogeno non si può trovare libero in natura, e perciò non va considerato una fonte di energia, ma un vettore energetico. Al momento viene prodotto principalmente dal metano o da altri combustibili fossili. Tuttavia, può essere prodotto da varie altre sorgenti (come l'energia eolica, solare o nucleare) che sono però o intermittenti o troppo poco concentrate o troppo ingombranti per poter alimentare direttamente un veicolo. Sono allo studio integrati eolico-idrogeno basati sull'elettrolisi dell'acqua, in modo tale da poter ridurre sufficientemente i costi e produrre abbastanza energia da poter competere con le fonti tradizionali[1].

Diverse aziende stanno iniziando a sviluppare tecnologie che potrebbero essere impiegate per sfruttare il potenziale dell'idrogeno nel campo dei trasporti. Il vantaggio nell'utilizzare l'idrogeno come vettore energetico sta nel fatto che, se l'idrogeno venisse ricavato senza l'utilizzo di combustibili fossili, i veicoli non contribuirebbero all'apporto di anidride carbonica nell'atmosfera. L'idrogeno presenta però diversi svantaggi: essendo un gas possiede un minore contenuto di energia a parità di volume rispetto ad altre fonti; la sua liquefazione, che risolverebbe in parte il problema, richiede energia e rende perciò l'uso dell'idrogeno meno efficiente; lo stoccaggio e il trasporto presenta vari problemi e richiede un ingente investimento in infrastrutture per la distribuzione; infine, il processo di produzione tramite elettrolisi non è ancora abbastanza efficiente.


Autobus, treni, biciclette, battelli, cargo bikes, golf cart, motocicli elettrici (ENV), sedie a rotelle, navi, aerei, sottomarini e razzi possono già andare a idrogeno. La NASA usa l'idrogeno per lanciare gli Space Shuttles nello spazio. C'è anche una vettura giocattolo di lavoro che funziona a energia solare, utilizzando una cella a combustibile rigenerativa per immagazzinare energia sotto forma di idrogeno e ossigeno. Si può quindi convertire il combustibile di nuovo in acqua per liberare l'energia solare[2].

L'attuale record di velocità per un veicolo alimentato a idrogeno è 461,038 km/h stabilito dal Buckeye Bullet 2 Team dell'Università statale dell'Ohio, che ha conseguito una velocità "flying-mile" di 450,628 km/h presso la Bonneville Salt Flats nell'Agosto 2008. Per i veicoli di styling, l'attuale record per un veicolo alimentato a idrogeno è 333,38 km/h, stabilito da un prototipo Ford Fusion Hydrogen 999 Fuel Cell Race Car a Bonneville Salt Flats in Wendover, Utah nel mese di agosto 2007. È stato accompagnato da un grande serbatoio di ossigeno compresso per aumentare la potenza. Honda ha anche creato una concept car chiamata FC Sport, che può essere in grado di battere quel record, se messa in produzione[3].

Gli autobus a celle a combustibile (in contrasto con gli autobus a idrogeno) vengono testati da diversi produttori in diversi luoghi. Il Fuel Cell Bus Club è una collaborazione nata a livello mondiale per testare bus a celle a combustibile.

L'idrogeno è stato inizialmente immagazzinato in serbatoi montati sul tetto, sebbene i modelli sono ora incorporati a bordo. Alcuni modelli a due piani utilizzano il serbatoio nella parte centrale tra i due piani.