Come Toyota sarà la prima con un'auto a celle a combustibile?

Toyota afferma di aver compiuto numerosi progressi nelle celle a combustibile a idrogeno che le renderanno significativamente più economiche e consentiranno all'azienda di vendere un'auto utilizzando la tecnologia a basso inquinamento nel 2015, anni prima dei suoi concorrenti.

Concetto di idrogeno : Toyota prevede di esporre questa nuova concept car a celle a combustibile a idrogeno al Motor Show di Tokyo.

L'auto sarà costosa: tra $ 50.000 e $ 100.000. Ma questo è un grande miglioramento rispetto al costo di un milione di dollari dei veicoli sperimentali a celle a combustibile negli anni passati.

Toyota mostrerà una versione concettuale dell'auto, con una cella a combustibile invece di un motore, questo mese al Salone dell'auto di Tokyo . Anche se la concept car potrebbe non assomigliare esteriormente all'auto finale, il sistema di celle a combustibile all'interno varrà la pena di essere visto perché sarà probabilmente simile a quello della versione di produzione. Toyota afferma che il sistema a celle a combustibile è più piccolo e utilizza molto meno di un ingrediente costoso, il platino, rispetto alle versioni precedenti.

Come una batteria, una cella a combustibile produce elettricità. Ma a differenza di una batteria, è alimentata da un serbatoio di idrogeno. All'interno della cella a combustibile, il platino funge da catalizzatore che facilita le reazioni tra l'idrogeno e l'ossigeno, producendo elettricità che alimenta l'auto e vapore acqueo che fuoriesce dal tubo di scappamento. E mentre le batterie dei veicoli elettrici possono richiedere ore per ricaricarsi, un serbatoio di idrogeno può essere ricaricato all'incirca nel tempo necessario per riempire un normale serbatoio di gas.

Tuttavia, questo vantaggio è limitato per ora perché non ci sono molti posti per fare rifornimento di un veicolo a idrogeno. Altre case automobilistiche, tra cui General Motors, prevedono di vendere veicoli a celle a combustibile a partire dal 2020, quando i costi saranno probabilmente diminuiti ulteriormente e quando potrebbero esserci più posti per fare rifornimento. Diversi governi stanno finanziando stazioni di rifornimento di idrogeno.

Sebbene ci siano ancora sfide nella produzione di celle a combustibile per veicoli del mercato di massa, le case automobilistiche affermano che alla fine potrebbero fare molto per soddisfare le normative sempre più severe sul risparmio di carburante e sui gas serra in tutto il mondo, nonché i requisiti che una frazione crescente delle auto vendono in posti come la California non emettono inquinamento dai loro tubi di scappamento. I veicoli a celle a combustibile potrebbero essere più attraenti dei veicoli a batteria perché, oltre a tempi di rifornimento più rapidi, hanno in genere un'autonomia di guida più lunga (vedi Perché Toyota e GM stanno spingendo le auto a celle sul mercato e Ford, Daimler e Nissan Impegnarsi per le celle a combustibile).

I veicoli a celle a combustibile potrebbero anche consentire ai consumatori di sfruttare il gas naturale a basso costo in luoghi come gli Stati Uniti, poiché il gas naturale è la fonte di idrogeno meno costosa. Sebbene la produzione di idrogeno dal gas naturale rilasci anidride carbonica, le emissioni sarebbero ancora circa la metà di quelle delle auto a benzina di oggi.

Toyota ha ridotto significativamente la quantità di platino necessaria nelle celle a combustibile e potrebbe in definitiva ridurre la quantità a un livello paragonabile a quello che le auto hanno già nei loro convertitori catalitici, afferma Justin Ward , direttore generale del controllo del sistema di propulsione presso il Toyota Technical Center di Gardena, California. I veicoli a celle a combustibile non avranno bisogno di convertitori catalitici perché non emettono sostanze inquinanti.

Toyota ha ridotto la quantità di platino modificando il catalizzatore per renderlo più efficace (la società non sta dicendo esattamente come) e sviluppando attrezzature precise per l'applicazione del catalizzatore per garantire che non venga sprecato. Anni fa prendevamo letteralmente le spatole e applicavamo il platino, dice Ward.

Un altro motivo per cui il sistema è più economico è che richiede meno celle a combustibile da impilare rispetto alle precedenti concept car. Toyota ha realizzato questo in parte migliorando il design della cella. Le reazioni di generazione dell'elettricità all'interno della cella avvengono a due elettrodi separati da una membrana che permette agli ioni di idrogeno di passare da un lato all'altro della cella. Gli ingegneri Toyota hanno modificato la membrana per consentire ai protoni di passare più liberamente, il che aumenta la quantità di energia che ogni cella a combustibile può generare.

Toyota sta ampliando la gamma delle auto tra i rifornimenti prendendo in prestito la tecnologia dai suoi veicoli ibridi. Le celle a combustibile, come i motori convenzionali, sono più efficienti quando funzionano a una velocità costante, piuttosto che aumentare o diminuire rapidamente la potenza durante l'accelerazione e la frenata. Così Toyota sta aggiungendo una batteria all'auto a idrogeno per fornire aumenti di potenza per l'accelerazione, riducendo lo sforzo sulla cella a combustibile.

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