La cella a combustibile è un tipo di dispositivo per la generazione di energia che converte l'energia chimica contenuta in un combustibile in energia elettrica tramite una reazione redox dell'ossigeno o di altri ossidanti. Il combustibile più comune è l'idrogeno, che può essere inteso come la reazione inversa dell'elettrolisi dell'acqua per produrre idrogeno e ossigeno.
A differenza dei razzi, le celle a combustibile a idrogeno non producono energia cinetica attraverso la violenta reazione di combustione tra idrogeno e ossigeno, ma rilasciano energia libera di Gibbs nell'idrogeno tramite un dispositivo catalitico. Il loro principio di funzionamento si basa sulla decomposizione dell'idrogeno in elettroni e ioni idrogeno (protoni) tramite un catalizzatore (solitamente platino) all'elettrodo positivo della cella a combustibile. I protoni raggiungono l'elettrodo negativo attraverso una membrana a scambio protonico e reagiscono con l'ossigeno per formare acqua e calore. Gli elettroni corrispondenti fluiscono dall'elettrodo positivo a quello negativo attraverso il circuito esterno per generare energia elettrica. A differenza dei motori a combustione interna, che presentano un collo di bottiglia in termini di efficienza termica pari a circa il 40%, le celle a combustibile a idrogeno possono raggiungere facilmente un'efficienza superiore al 60%.
Già da qualche anno, l'energia a idrogeno era considerata la "forma definitiva" dei veicoli a energia alternativa, grazie ai suoi vantaggi quali zero inquinamento, energia rinnovabile, idrogenazione rapida, autonomia completa e così via. Tuttavia, sebbene la teoria tecnica delle celle a combustibile a idrogeno sia perfetta, il processo di industrializzazione è seriamente arretrato. Una delle maggiori sfide per la sua diffusione è il controllo dei costi, che includono non solo il costo del veicolo stesso, ma anche i costi di produzione e stoccaggio dell'idrogeno.
Lo sviluppo dei veicoli a celle a combustibile a idrogeno dipende dalla costruzione di infrastrutture per l'idrogeno, come la produzione, lo stoccaggio, il trasporto e l'idrogenazione. A differenza dei tram tradizionali, che possono essere ricaricati lentamente a casa o in azienda, i veicoli a idrogeno possono essere ricaricati solo presso le stazioni di idrogenazione, pertanto la necessità di stazioni di ricarica è ancora più urgente. Senza una rete di idrogenazione completa, lo sviluppo dell'industria dei veicoli a idrogeno è impossibile.
Data di pubblicazione: 2 aprile 2021