Veicolo elettrico a celle a combustibile (FCEV)

Un veicolo elettrico a celle a combustibile, o FCEV, è un'auto elettrica che porta a bordo una propria piccola centrale di produzione, generando elettricità dall'idrogeno mentre viaggia anziché attingerla da una grande batteria precaricata. Come ogni veicolo elettrico è spinto da motori elettrici e gode dello stesso carattere di guida fluido, silenzioso e con coppia immediata, ma la sua energia è immagazzinata sotto forma di idrogeno gassoso compresso in serbatoi ad alta pressione anziché come carica elettrica in un grande pacco agli ioni di litio. Questo lo colloca nella famiglia elettrica pur regalandogli un'esperienza di rifornimento molto più vicina a quella di un'auto a benzina tradizionale.

Al cuore del veicolo c'è lo stack di celle a combustibile, un dispositivo che produce elettricità attraverso una reazione elettrochimica e non per combustione. L'idrogeno prelevato dai serbatoi viene inviato a un lato dello stack e l'ossigeno dell'aria all'altro; l'idrogeno viene scisso in protoni ed elettroni, gli elettroni vengono incanalati in un circuito esterno per alimentare il motore e i protoni attraversano una membrana per ricombinarsi con l'ossigeno dal lato opposto. L'unico sottoprodotto di questa reazione è acqua pura, ed è per questo che un FCEV non emette dallo scarico nient'altro che vapore acqueo. Una piccola batteria tampone livella le richieste di potenza e raccoglie l'energia della frenata rigenerativa, ma la cella a combustibile resta la fonte primaria di energia.

Il principale punto di forza dell'FCEV risiede nella praticità e nell'assenza di emissioni locali. Il rifornimento richiede solo pochi minuti a una stazione di idrogeno, proprio come riempire un serbatoio di benzina, e offre una lunga autonomia senza l'attesa associata alla ricarica di una grande batteria. Poiché l'idrogeno è leggero, l'approccio risulta inoltre interessante per le applicazioni pesanti o a lungo raggio come autobus, autocarri e treni, dove il peso di una batteria equivalente costituirebbe un onere notevole. Per l'utente il risultato è una guida elettrica pulita e raffinata unita a una procedura di rifornimento familiare.

Nonostante questi pregi, la tecnologia ha faticato a imporsi nelle automobili, frenata soprattutto da infrastrutture ed efficienza. Le stazioni di rifornimento di idrogeno restano estremamente rare, quindi i viaggi vanno pianificati intorno alle poche esistenti. Anche la catena energetica è molto meno efficiente della ricarica diretta di una batteria: produrre, comprimere, trasportare e infine riconvertire l'idrogeno in elettricità disperde gran parte dell'energia di partenza, per cui un FCEV consuma molta più energia primaria per chilometro rispetto a un'elettrica a batteria. Oggi inoltre la maggior parte dell'idrogeno è ricavata dal gas naturale, il che mina le credenziali ecologiche a meno che non venga prodotto da elettricità rinnovabile.

Nel più ampio panorama elettrico, l'FCEV affianca il veicolo elettrico a batteria come via alternativa a zero emissioni, condividendone il motore elettrico e la frenata rigenerativa ma differendone radicalmente nel modo di immagazzinare e fornire energia. È meglio considerarlo un complemento alle auto a batteria nelle nicchie in cui contano di più la rapidità di rifornimento e la leggerezza dell'accumulo energetico, anziché un sostituto diretto, mentre i veicoli elettrici a batteria continuano a dominare il mercato di massa delle automobili.