Gli scienziati hanno compiuto progressi significativi nella progettazione di componenti vitali utilizzati nei veicoli a celle a combustibile a idrogeno. Le funzionalità migliorate ridurranno i costi di produzione e contribuiranno a creare un futuro automobilistico pulito.

Con le auto ibride e completamente elettriche alimentate a batteria che stanno diventando mainstream, l'importanza dell'idrogeno come versatile, un vettore energetico pulito e sicuro è sempre più riconosciuto. Sebbene il suo uso nei trasporti stia guadagnando slancio, l'attuale quota di mercato dei veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV) è piccola a causa dei costi elevati e dei problemi di efficienza. Un gruppo di esperti sta affrontando questa sfida nell'ambito del progetto INN-BALANCE, finanziato dall'UE. Hanno recentemente specificato le interfacce tra i componenti cruciali della tecnologia FCEV per migliorare il loro design.

Come affermato in un comunicato stampa sul sito web del progetto, "sono stati raggiunti importanti traguardi per quanto riguarda la definizione delle interfacce tra i componenti e lo stack di celle a combustibile, nonché la progettazione dell'alloggiamento dello stack e dell'anodo, catodo e i moduli di raffreddamento."

Questi componenti sono indicati come componenti ausiliari, o "equilibrio della pianta" (BoP). Regolano il sistema di celle a combustibile e gestiscono la fornitura di idrogeno e aria al camino. "INN-BALANCE cerca di progettare vari miglioramenti a livello di BoP con un'attenzione particolare alla progettazione orientata alla produzione. L'obiettivo è ridurre i costi per la produzione industriale di sistemi di celle a combustibile".

Citato nello stesso comunicato stampa, Jörg Weiss-Ungethüm del Centro aerospaziale tedesco, chi è responsabile dello sviluppo del sistema di raffreddamento, detto il modulo di raffreddamento è utilizzato per la gestione termica dello stack. Ciò ha un impatto significativo sulla gestione dell'acqua ed è fondamentale in termini di prestazioni. Inoltre, i componenti BoP devono essere mantenuti a "temperatura ottimale e il calore deve essere fornito alla cabina passeggeri secondo necessità".

Massimizzare la produzione riducendo al minimo le perdite

Il progetto INN-BALANCE (INNovative Cost Improvements for BALANCE of Plant Components of Automotive PEMFC Systems) in corso propone anche una "soluzione integrata iniettore/eiettore". Ciò massimizzerà la potenza erogata dallo stack riducendo al minimo le perdite di idrogeno.

PEMFC sta per cella a combustibile con membrana a scambio protonico (PEM), chiamata anche cella a combustibile a membrana elettrolitica polimerica. È un tipo di cella a combustibile a base di acido che utilizza il trasporto di protoni dall'anodo al catodo attraverso un PEM solido. Queste celle a combustibile funzionano a temperature inferiori a 100 °C. Anodo e catodo sono i due elettrodi in una batteria o cella a combustibile, dove il primo è caricato positivamente e il secondo è caricato negativamente durante la produzione di energia elettrica. La maggior parte delle celle a combustibile progettate per l'uso nei veicoli produce meno di 1,16 volt di elettricità, ben lungi dall'essere sufficiente per alimentare un veicolo. Perciò, più celle devono essere assemblate in una pila di celle a combustibile.

In un FCEV, l'energia elettrica che alimenta il motore elettrico per azionare il veicolo viene fornita attraverso una reazione chimica che avviene tra l'idrogeno e l'ossigeno nella cella a combustibile. La conversione del gas idrogeno in elettricità produce solo acqua e calore come sottoprodotto. Se l'idrogeno viene generato da una fonte sostenibile, ciò significa che i veicoli a celle a combustibile potrebbero fornire opportunità di trasporto a emissioni zero.

INN-BALANCE è stato creato per sviluppare una piattaforma innovativa e integrata per lo sviluppo di componenti BoP avanzati negli attuali veicoli basati su celle a combustibile. Ciò è finalizzato a migliorarne l'efficienza e l'affidabilità, riduzione dei costi, e presentare una catena di fornitura stabile alle case automobilistiche europee e agli integratori di sistema.