L'industria automobilistica potrebbe mantenere in vita i motori termici ma a patto di renderli carbon neutral. Parte da questa considerazione il rapporto pubblicato da IDTechEx, la grande realtà britannica nel campo delle analisi specializzata nelle tecnologie emergenti e nei loro mercati. Una delle soluzioni più facilmente praticabili - secondo IDTechex - è quella che prevede di far funzionare i motori a combustione interna (H2ICE) che funzionano con idrogeno gassoso privo di carbonio.
Rispetto agli ICE alimentati con combustibili tradizionali, i propulsori alimentati con idrogeno gassoso offrono emissioni allo scarico quasi pari a zero semplicemente sfruttando l'architettura deil motori esistenti con alcune modifiche essenziali.
Nonostante le radici storiche del suo impiego risalgano al 1800, l'interesse per i motori a idrogeno è stato fino ad oggi marginale, con sporadici prototipi sperimentali. La rinnovata attenzione per questa tecnologia - sottolinea il rapporto di IDTechEx - solleva la questione se gli sforzi di decarbonizzazione dei trasporti porteranno a una svolta per H2ICE soprattutto per ridurre al minimo le emissioni di ossido di azoto (NOx) e poter mantenere una vera integrità del concetto di emissioni zero. Al riguardo IDTechEx ha valutato le varie opzioni dei sistemi di post-trattamento dei gas di scarico (EATS) da poter impiegare nei veicoli H2ICE. E' il caso dei convertitori catalitici a tre vie, delle trappole magre per NOx e della riduzione catalitica selettiva (SCR) con dosaggio di urea.
Casi di studio reali - si legge nel documento - offrono informazioni su quanto efficacemente queste tecnologie possano limitare gli NOx e quindi possano contribuire a fare dei motori H2ICE una soluzione praticabile.
Questo tipo di alimentazione pone però il problema delle proprietà chimiche dell'idrogeno che rappresentano una sfida per l'integrazione del sistema nei veicoli. Mentre il motore stesso può restare un tradizionale ICE diesel o benzina con alcune modifiche, sorgono grandi differenze quando si tratta di immagazzinare idrogeno per veicoli H2ICE.
IDTechEx sottolinea che l'idrogeno è l'elemento più leggero nella tavola periodica e, in quanto tale, può contenere un'enorme quantità di energia per kg di peso. Tuttavia, è la densità di energia volumetrica a rappresentare una sfida importante.
A pressione e temperatura ambiente, il gasolio contiene oltre 3000 volte l'energia di un volume equivalente di idrogeno gassoso. Un H2ICE è anche meno efficiente di un FCEV, quindi richiede più idrogeno per km percorso rispetto a un veicolo a celle a combustibile.
Per ottenere un'autonomia significativa per i veicoli H2ICE, l'idrogeno deve essere immagazzinato in un formato più denso dal punto di vista energetico, in genere tramite compressione in serbatoi da 350 o 700 bar.
Inoltre, si sta esplorando l'uso di idrogeno raffreddato a liquido o crio-raffreddato, poiché contiene più energia per unità di volume, sebbene comporti delle sfide significative, come l'ebollizione dell'idrogeno.
Anche con l'idrogeno liquido, i requisiti di energia volumetrica per il solo carburante sono maggiori in litri/km percorso rispetto a un H2ICE rispetto a un BEV se non si considerano il serbatoio e l'attrezzatura di raffreddamento richiesti.
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