Tutto quello che c'è da sapere sulle celle a combustibile a idrogeno

La cella a combustibile, nota anche come PAC, è ancora poco conosciuta dal grande pubblico. Considerata un convertitore di energia, trasforma direttamente un combustibile in energia, fornendo così elettricità, acqua e calore.La cella a idrogeno èuna delle celle a combustibile più diffuse. Utilizza l’idrogeno e l’ossigeno come combustibili. Grazie al suo basso impatto ambientale, questa tecnologia attira i costruttori automobilistici alla ricercadi soluzioni di mobilità sostenibile perun futuro a basse emissioni di carbonio. Ma come funziona concretamente e quali sono i vantaggi del suo utilizzo nella vita quotidiana?

Come funziona una cella a combustibile?

Il funzionamento di una cella a combustibile è piuttosto semplice: si basa su una reazione elettrochimica denominata ossidoriduzione. La cella a combustibile è composta da due elettrodi: un anodo ossidante che emette elettroni e un catodo riducente che li raccoglie. Questi due sono separati da un elettrolita centrale tramite dei catalizzatori. L'elettrolita può essere liquido o solido; il suo scopo è quello di facilitare il passaggio degli ioni.

Nel casodi una pila a idrogeno,l’idrogeno viene trasformato in energia elettrica. All’interno dell’anodo, l’idrogeno viene scomposto in elettroni e ioni idrogeno grazie all’azione di un catalizzatore. Gli ioni idrogeno attraversano l'elettrolita verso il catodo, mentre gli elettroni passano attraverso un circuito elettrico, generando cosìl'energia elettrica chealimenta il motore elettricoe la batteria. All'interno del catodo, l'ossigeno dell'aria e gli elettroni provenienti dal circuito elettrico si ricombinano sotto l'effetto del catalizzatore, creando ioni di ossigeno. Quando questi ultimi incontrano gli ioni idrogeno provenienti dall'elettrolita, formano molecole d'acqua, unico scarto della pila a combustibile. Installata in un'auto, la pila a combustibile genera così una corrente elettrica che alimenta il motore o ricarica la batteria, proprio comesu un veicolo elettrico.

Auto a idrogeno contro auto elettrica: qual è la differenza?

Un'auto a «cella a combustibile a idrogeno» fa parte della famigliadelle auto elettriche, ma utilizza una fonte di energia specifica, ovvero l'idrogeno. Grazie a una semplice reazione chimica tra ossigeno e idrogeno, la cella a combustibile alimenta il motore con energia elettrica o ricarica la batteria.

Ma qual è la differenza traun'auto a idrogeno e un'auto 100% elettrica? Nel caso di un veicolo elettrico alimentato da batterie agli ioni di litio, l'energia elettrica viene «semplicemente» immagazzinata nella batteria ad ogni ricarica dalla rete elettrica. È qui che sta la differenza rispettoal veicolo a idrogeno.L'elettricità necessaria al funzionamento del gruppo motopropulsore viene fornita dalla pila a combustibile, a partire dall'idrogeno immagazzinato a bordo. Questa alimenta una batteria che, a sua volta, alimenta il motore elettrico. La maggior partedei veicoli a idrogenoattualmenteoffertidalle case automobilistiche si basa su questo principio, che offre un'eccellente velocità di ricarica e una maggiore autonomia grazie alla pila a combustibile.

Per quanto riguarda il rifornimento di idrogeno, l'operazione viene effettuata in stazioni apposite, grazie a pompe in grado di iniettare molto rapidamente l'idrogeno, sotto forma di gas pressurizzato, all'interno del serbatoio.

L'idrogeno verde: che cos'è?

L'idrogeno è una delle soluzioni tecnologiche che consentono di facilitare l'uso dei veicoli elettrici. Affinché la mobilità sia sostenibile, l’idrogeno deve essere «verde», ovvero prodotto tramite l’elettrolisi dell’acqua. Se l’elettricità necessaria per questa elettrolisi proviene da una fonte di energia sostenibile come il fotovoltaico o l’eolico, l’idrogeno prodotto è a basse emissioni di carbonio.

Vantaggi di un'auto a celle a combustibile a idrogeno

I vantaggi di un'auto a celle a combustibile a idrogeno sono molteplici. Garantisce una guida senza vincoli e conserva tutti i benefici della guida elettrica: accelerazione istantanea, silenziosità di marcia, assenza di vibrazioni e accesso alle zone a basse emissioni di alcuni centri urbani. A complemento dell'offerta 100% elettrica, la tecnologia a idrogeno presenta il vantaggio di combinare tempi di ricarica ridotti e un'impronta di carbonio neutra allo scarico. È così possibile effettuare lunghi viaggi grazie a rapidi rifornimenti di idrogeno, in 3-5 minuti, e si presenta come un'alternativa interessante alla motorizzazione puramente elettrica.

Il Grouppo Renault e la pila a idrogeno

Il Grouppo Renault vanta oltre un decennio di esperienza nella progettazione, produzione, vendita e assistenza post-vendita di veicoli elettrici. Per promuovere ulteriormente la mobilità a basse emissioni di carbonio, punta su tecnologie innovative,come la cella a combustibile a idrogeno.Questa tecnologia non è del tutto nuova per Renault. Già utilizzata nel 2014 per equipaggiare, per la prima volta, un veicolo della sua gamma di veicoli commerciali, il Renault Kangoo elettrico Hydrogen, torna sulla scena nel 2022 con le concept car Renault Scénic Vision e Alpine Alpenglow, che montano un'esclusiva motorizzazione ibrida,sia elettrica che a idrogeno . Dal 2021 al 2025, il Grouppo Renault fa un passo avanti con Hyvia, la sua joint venture dedicata all’idrogeno creata con Plug Power, liquidata all’inizio del 2025 a causa dell’emergere troppo lento degli ecosistemi di mobilità a idrogeno. Infine, nel 2024, il Gruppo prosegue la sua esplorazione presentando la demo-car Renault Emblème e i prototipi Alpine Alpenglow HY4 e HY6.

*Hyvia, joint venture dedicata all'idrogeno fondata da RG insieme a Plug Power nel 2021, è stata liquidata all'inizio del 2025 a causa della diffusione troppo lenta degli ecosistemi di mobilità a idrogeno.