Cosa sono le celle a combustibile ad idrogeno

La tecnologia delle celle a combustibile ad idrogeno promette di dare una mano a far fronte alla diminuzione della fornitura di combustibili fossili.

Cosa sono le celle a combustibile ad idrogeno
foto@Emma Ambrogi, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Questa tecnologia è chiamata cella a combustibile e si basa sull’utilizzo dell’acqua come fonte originale del carburante. Una cella a combustibile fornisce una tensione CC (corrente continua) che può essere utilizzata per alimentare motori, luci o qualsiasi numero di apparecchi elettrici, comprese le automobili.

Il nome tecnico di una cella a combustibile è un dispositivo di conversione dell’energia elettrochimica. Un esempio tipico può essere semplicemente una batteria. Tutte le batterie sono dispositivi di conversione dell’energia elettrochimica.

Come funziona

una cella a combustibile converte le sostanze chimiche idrogeno e ossigeno in acqua e nel processo produce elettricità. La differenza tra una batteria semplice e una cella a combustibile è che tutte le sostanze chimiche sono immagazzinate all’interno della batteria. La batteria converte quelle sostanze chimiche in elettricità ma alla fine “si esaurisce” quando le sostanze chimiche si esauriscono. Quindi finisci per buttarlo via o ricaricarlo.

D’altra parte, con una cella a combustibile, le sostanze chimiche fluiscono costantemente nella cella. Quindi, finché c’è un flusso di sostanze chimiche nella cella, l’elettricità esce dalla cella a combustibile. In poche parole, una cella a combustibile rilascia elettroni dall’idrogeno gassoso, creando elettricità con il prodotto di scarto che è acqua pura! L’elettricità viene utilizzata per alimentare un dispositivo elettrico, come il motore elettrico per far funzionare la tua auto.

In un motore a combustione interna, il motore a benzina brucia gas e la batteria converte l’energia chimica in energia elettrica quando necessario. Tuttavia, le celle a combustibile dovrebbero svolgere entrambe le attività in modo più efficiente.

Questa reazione in una singola cella a combustibile produce solo circa 0,7 volt. Per portare questa tensione a un livello ragionevole, molte celle a combustibile separate devono essere combinate per formare una pila di celle a combustibile.

Un problema con l’utilizzo dell’idrogeno è che non è facilmente immagazzinabile per l’uso da parte dei consumatori. Altre alternative potrebbero essere gas naturale, propano e metanolo. Ma l’obiettivo principale dell’utilizzo della tecnologia delle celle a combustibile è la riduzione dell’inquinamento. Anche la cella a combustibile è molto efficiente. Circa l’80% del carburante utilizzato in queste celle a combustibile a idrogeno viene convertito in energia utilizzabile rispetto a solo il 20% per un motore a benzina e circa il 30% in totale per un veicolo elettrico alimentato a batteria.

Non c’è dubbio che la cella a combustibile abbia grandi promesse per il futuro. Tuttavia, rimangono molte sfide ed è stato previsto che la tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno non sarà disponibile per le masse fino al 2050 circa.