Mobilità e idrogeno: come la tecnologia può abbassare i costi dei mezzi ecologici

I mezzi elettrici a batteria stanno rivoluzionando il modo con cui ci spostiamo e viviamo. Nel 2016 sono state vendute nel mondo circa 800.000 auto elettriche, facendo segnare un +40% rispetto all’anno prima. Le aziende pioniere del mercato sono Nissan, Tesla e Volvo ma, via via, tutte le case automobilistiche si stanno adeguando al trend in atto, producendo almeno una vettura a basso impatto ambientale. Ma non solo le auto prendono parte al fenomeno: pensiamo, ad esempio, a quanti modelli di bici e skateboard elettrici vengono prodotti al momento. Il successo dei mezzi con batteria elettrica è dovuto principalmente all’abbassamento dei costi di produzione grazie alla tecnologia e ai molti incentivi che vengono profusi per l’acquisto di tali vetture. Al contrario, mobilità e idrogeno rimangono ancora un passo indietro in quanto a costi e diffusione ma la scienza sta intervenendo per superare tali difficoltà.

Ridurre il platino nei catalizzatori per abbassare i costi

Una fuel cell, in italiano cella a combustibile, è il sistema attraverso il quale si produce energia elettrica partendo dall’idrogeno e ottenendo come scarto l’acqua. È questa la tecnologia usata nei mezzi a idrogeno e per ottenere tale risultato è necessario utilizzare dei materiali speciali all’interno dei catalizzatori. Parliamo, in particolare del platino che è eccessivamente costoso e raro da trovare. Per questo, molti scienziati si sono messi al lavoro per cercare alternative, riducendo i costi per mobilità e idrogeno.

Dalla scienza una soluzione che prevede un modesto impiego di platino

Se la prima cosa da fare per abbassare i costi del processo è ridurre o eliminare del tutto l’uso del platino, è necessario trovare un sostituto per il prezioso metallo. Il candidato principale è il palladio che si comporta in modo simile al platino ma costa meno. Ma ciò non basta per risolvere il problema legato a mobilità e idrogeno. Arriva dall’Università Stony Brook di New York una possibile soluzione grazie alla sperimentazione messa in atto dallo scienziato Stanislaus S. Wong e dal suo team attraverso la combinazione di piccole quantità di palladio o platino con metalli meno costosi e più facilmente reperibili come il nichel, il rame o il ferro. Il gruppo di Wong ha scoperto che queste nuove varietà prodotte sono molto più attive durante le reazioni catalitiche e, naturalmente, costano meno.

Mobilità e idrogeno: la svolta è nell’eliminazione totale del platino dal processo

Se usare un mix di materiali preziosi con altri meno costosi è un buon inizio, eliminare del tutto platino e palladio è la soluzione definitiva. A fine 2016 ad esempio, lo scienziato sud-coreano Sang Hoon Joo ha scoperto che un catalizzatore costituito dalla combinazione di carbonio, ferro e azoto può ottenere gli stessi risultati di quelli presenti in commercio a base di platino. Ma non solo. Il lavoro del professor Liming Day della Case Western Reserve University, infatti, ha prodotto un catalizzatore totalmente privo di metallo. Si tratterebbe di una schiuma di carbonio, con l’aggiunta di azoto e fosforo ma senza alcuna traccia di ferro.

Prospettive future per la mobilità elettrica basata sull’idrogeno

Ottenere un materiale o una miscela di più elementi che funzionino bene come catalizzatori rappresenta solo una parte della sfida. Occorre poi testarli accuratamente in laboratorio per capirne durata ed efficienza nei motori fuel cell a idrogeno. Ma l’obiettivo della mobilità basata sull’idrogeno non è solo la riduzione delle emissioni durante la guida. Molto importante è che ciò avvenga anche nella fase di produzione e distribuzione dei motori stessi, traguardo al momento ancora molto lontano.