La mobilità alimentata a idrogeno è ora più vicina con i sistemi a celle a combustibile di nuova generazione

Con la diffusione di auto ibride e completamente elettriche alimentate a batteria, l’importanza dell’idrogeno come vettore energetico versatile, pulito e sicuro è sempre più riconosciuta. Sebbene il suo uso nel settore dei trasporti stia prendendo piede, l’attuale quota di mercato dei veicoli elettrici con pile a combustibile (FCEV) è ridotta a causa dei costi elevati e dei problemi di efficienza. Un gruppo di esperti sta affrontando questa sfida come parte del progetto INN-BALANCE finanziato dall’UE. Di recente hanno specificato le interfacce tra i componenti cruciali della tecnologia FCEV per migliorare la loro progettazione.

Come indicato nel comunicato stampa sul sito web del progetto, «sono stati raggiunti importanti traguardi per quanto riguarda la definizione delle interfacce tra i componenti e la pila a combustibile, nonché la progettazione dell’alloggiamento della pila e l’anodo, il catodo e i moduli di raffreddamento».

Questi componenti sono indicati come componenti ausiliari o «componentistica e sistemi ausiliari» (BoP). Regolano il sistema di celle a combustibile e gestiscono la fornitura di idrogeno e aria alla pila. «INN-BALANCE cerca di ingegnerizzare vari miglioramenti a livello di BoP con un’attenzione particolare alla progettazione orientata alla produzione. L’obiettivo è ridurre i costi della produzione industriale di sistemi a celle a combustibile».

Citato nello stesso comunicato stampa, Jörg Weiss-Ungethüm del German Aerospace Center, responsabile dello sviluppo del sistema di raffreddamento, ha affermato che il modulo di raffreddamento è utilizzato per la gestione termica della pila. Ciò ha un impatto significativo sulla gestione idrica ed è fondamentale in termini di prestazioni. Inoltre, i componenti BoP devono essere mantenuti a «temperatura ottimale e il calore deve essere fornito alla cabina passeggeri, se necessario».

Massimizzare i risultati riducendo al minimo le perdite

Il progetto INN-BALANCE (INNovative Cost Improvements for BALANCE of Plant Components of Automotive PEMFC Systems) in corso propone anche una «soluzione con iniettore/eiettore integrato». Ciò massimizzerà la potenza erogata dalla pila riducendo al minimo le perdite di idrogeno.

PEMFC è l’acronimo di cella a combustibile con membrana a scambio protonico (PEM), chiamata anche cella a combustibile con membrana elettrolitica polimerica. È un tipo di cella a combustibile a base acida che utilizza il trasporto di protoni dall’anodo al catodo attraverso una PEM solida. Queste celle a combustibile funzionano a temperature inferiori a 100 °C. Anodo e catodo sono i due elettrodi di una batteria o di una cella a combustibile, dove il primo è caricato positivamente e il secondo è caricato negativamente durante la generazione di elettricità. La maggior parte delle celle a combustibile progettate per l’uso nei veicoli producono meno di 1,16 volt di elettricità, ben lungi dall''essere sufficiente per alimentare un veicolo. Pertanto, celle multiple devono essere assemblate in una pila a combustibile.

In un FCEV, l’energia elettrica che alimenta il motore elettrico per far avanzare il veicolo viene fornita attraverso una reazione chimica che avviene tra idrogeno e ossigeno nella cella a combustibile. La conversione del gas idrogeno in elettricità produce solo acqua e calore come sottoprodotto. Se l’idrogeno viene generato da una fonte sostenibile, ciò significa che i veicoli a celle a combustibile potrebbero offrire opportunità di trasporto a emissioni zero.

INN-BALANCE è stato creato per sviluppare una piattaforma innovativa e integrata per lo sviluppo di componenti BoP avanzati negli attuali veicoli basati su celle a combustibile. L’obiettivo è migliorare l’efficienza e l’affidabilità, ridurre i costi e presentare una catena di distribuzione stabile ai produttori di automobili e agli integratori di sistemi europei.

Per ulteriori informazioni, consultare:
sito web del progetto INN-BALANCE