Le celle a combustibile a idrogeno funzionano con idrogeno. Sembra abbastanza semplice. Il problema è che l’idrogeno non esiste sulla Terra nella sua forma elementare. È l’elemento più comune nell’universo. Qui è rinchiuso all’interno di composti. Devi estrarlo dai combustibili fossili o dall’acqua per usarlo. Questa estrazione richiede energia. Calore. Leggero. Elettricità. Hai bisogno di una fonte esterna per liberare l’idrogeno.
Ciò crea un grosso ostacolo per le applicazioni automobilistiche. Non è possibile semplicemente attingere a una vena di idrogeno puro nel terreno. Devi prima produrre il carburante.
Efficienza dell’idrogeno puro
Alcune celle a combustibile utilizzano idrogeno puro. L’idrogeno è stato estratto prima ancora che entrasse nel sistema. Questo metodo è efficiente. Una cella a combustibile a idrogeno puro generalmente raggiunge un 80% di efficienza energetica. Ciò significa che l’80% del contenuto energetico dell’idrogeno viene convertito direttamente in elettricità.
Ma l’elettricità non fa girare le ruote. Deve diventare energia meccanica. Quando si tiene conto di tale passaggio di conversione, l’efficienza complessiva diminuisce. Dall’idrogeno al movimento meccanico, una cella a combustibile a idrogeno puro funziona con un efficienza del 64% circa. Non è un sistema perfetto. Ma è lo standard per i veicoli ad energia pulita ad alte prestazioni.
La complicazione del riformatore
Non tutti i sistemi utilizzano idrogeno puro. Alcuni si affidano a un reformer di combustibile a idrogeno. Questo dispositivo si trova tra la fonte di carburante e la cella a combustibile. Estrae l’idrogeno dagli idrocarburi o dagli alcoli. Quindi alimenta l’idrogeno nella cellula.
Il riformatore deve lavorare duro. Deve pulire l’idrogeno. Deve separare il combustibile dal calore e dai gas sottoprodotti generati durante il processo di reforming. Anche con l’ingegneria avanzata, la produzione non è pura come le forniture dirette di idrogeno.
Poiché l’idrogeno è meno puro, il sistema ne soffre. L’efficienza energetica complessiva di una cella a combustibile che richiede un reformer di combustibile a idrogeno è inferiore rispetto a quella che funziona con idrogeno puro. Perdi energia nella fase di riforma. Lo perdi nella fase di pulizia. Lo perdi nella conversione.
Ne vale la pena? Forse. Se disponi di una fornitura costante di benzina o etanolo, un riformatore ti consente di costruire un veicolo a idrogeno senza un’infrastruttura per l’idrogeno puro. Ma l’efficienza subisce un duro colpo. Il riformatore è un male necessario in alcuni contesti. In altri, è solo un collo di bottiglia.
La scienza è chiara. L’idrogeno puro vince in termini di efficienza. Ma le infrastrutture sono disordinate. Stiamo ancora cercando di capire dove posizionare le pompe. E come rendere migliori i riformatori. Il divario tra le specifiche di laboratorio e le strade del mondo reale rimane ampio.
