Ogni mattina in una struttura di transito a Canton, Ohio, più di una dozzina di autobus si fermano a una stazione di rifornimento prima di dirigersi a ventaglio in questa città a sud di Cleveland.

Gli autobus, realizzati da El Dorado National e di proprietà della Stark Area Regional Transit Authority, sembrano tutti gli altri. Tuttavia, collettivamente, riflettono l'avanguardia di una tecnologia che potrebbe svolgere un ruolo chiave nella produzione di trasporti interurbani più puliti. Al posto del carburante diesel inquinante, un quarto degli autobus dell'agenzia funziona a idrogeno. Non emettono altro che vapore acqueo innocuo.

L'idrogeno, l'elemento più abbondante nell'universo, è sempre più visto, insieme ai veicoli elettrici, come un modo per rallentare l'impatto ambientale distruttivo degli 1,2 miliardi di veicoli del pianeta, la maggior parte dei quali brucia benzina e gasolio. I produttori di grandi camion e veicoli commerciali stanno iniziando ad abbracciare le tecnologie delle celle a combustibile a idrogeno come una via da seguire. Così sono i produttori di aerei, treni e veicoli passeggeri.

I trasporti sono il principale contributo degli Stati Uniti al cambiamento climatico, motivo per cui l'energia a idrogeno, a lungo termine, è considerata un modo potenzialmente importante per aiutare a ridurre le emissioni di carbonio.

A dire il vero, l'idrogeno è tutt'altro che una soluzione magica. Per ora, l'idrogeno prodotto a livello globale ogni anno, principalmente per le raffinerie e la produzione di fertilizzanti, viene prodotto utilizzando gas naturale o carbone. Questo processo inquina l'aria, riscaldando il pianeta invece di salvarlo. In effetti, un nuovo studio condotto da ricercatori delle università Cornell e Stanford ha rilevato che la maggior parte della produzione di idrogeno emette anidride carbonica, il che significa che il trasporto alimentato a idrogeno non può ancora essere considerato energia pulita.

Tuttavia, i sostenitori del trasporto alimentato a idrogeno affermano che, a lungo termine, la produzione di idrogeno è destinata a diventare più sicura per l'ambiente. Prevedono un uso crescente dell'elettricità dall'energia eolica e solare, che possono separare l'idrogeno e l'ossigeno nell'acqua. Poiché tali forme di energia rinnovabile ottengono un uso più ampio, la produzione di idrogeno dovrebbe diventare un processo più pulito e meno costoso.

Entro tre anni, General Motors, Navistar e la società di autotrasporti JB Hunt intendono costruire stazioni di rifornimento e far funzionare camion a idrogeno su diverse autostrade statunitensi. Toyota, Kenworth e il porto di Los Angeles hanno iniziato a testare camion a idrogeno per trasportare merci dalle navi ai magazzini.

Anche Volvo Trucks, Daimler Trucks AG e altri produttori hanno annunciato partnership. Le aziende sperano di commercializzare la loro ricerca, offrendo camion a emissioni zero che facciano risparmiare denaro e soddisfino normative più severe sull'inquinamento.

In Germania, un treno a idrogeno è entrato in funzione nel 2018 e ne stanno arrivando altri. Anche Airbus, con sede in Francia, il più grande produttore mondiale di aerei di linea, sta considerando l'idrogeno.

"Questo è il punto di svolta più vicino che ho visto finora a quel vero punto di svolta", ha affermato Shawn Litster, professore di ingegneria meccanica alla Carnegie Mellon University che ha studiato le celle a combustibile a idrogeno per quasi due decenni.

L'idrogeno è stato a lungo una materia prima per la produzione di fertilizzanti, acciaio, petrolio, cemento e prodotti chimici. Da anni gestisce anche veicoli:circa 35.000 carrelli elevatori negli Stati Uniti, circa il 4% del totale della nazione, sono alimentati a idrogeno. Its eventual use on roadways, to haul heavy loads of cargo, could begin to replace diesel-burning polluters.

No one knows when, or even whether, hydrogen will be adopted for widespread use. Craig Scott, Toyota's head of advanced technology in North America, says the company is perhaps two years from having a hydrogen truck ready for sale. Building more fueling stations will be crucial to widespread adoption.

Kirt Conrad, CEO of Canton's transit authority since 2009, says other transit systems have shown so much interest in the technology that SARTA takes its buses around the country for demonstrations. Canton's system, which bought its first three hydrogen buses in 2016, has since added 11. It's also built a fueling station. Two California transit systems, in Oakland and Riverside County, have hydrogen buses in their fleets.

"We've demonstrated that our buses are reliable and cost-efficient, and as a result, we're breaking down barriers that have slowed wider adoption of the technology," Conrad said.

The test at the Port of Los Angeles started in April, when the first of five semis with Toyota hydrogen powertrains began hauling freight to warehouses in Ontario, California, about 60 miles away. The $82.5 million public-private project eventually will have 10 semis.

Hydrogen fuel is included in President Joe Biden's plans to cut emissions in half by 2030. The infrastructure bill the Senate approved passed this week includes $9 billion for research to reduce the cost of making clean hydrogen, and for regional hydrogen manufacturing hubs.

The long-haul trucking industry appears to be the best bet for early adoption of hydrogen. Fuel cells, which convert hydrogen gas into electricity, provide a longer range than battery-electric trucks, fare better in cold weather and can be refueled much faster than electric batteries can be recharged. Proponents say the short refueling time for hydrogen vehicles gives them an edge over electric vehicles for use in taxis or delivery trucks, which are in constant use.

That advantage was important for London-based Green Tomato Cars, which uses 60 hydrogen fuel cell-powered Toyota Mirai cars in its 500-car zero emission fleet to transport corporate customers. Co-founder Jonny Goldstone said his drivers can travel over 300 miles (500 kilometers) on a tank and refuel in three minutes.

Because drivers' earnings depend on fares, Goldstone said, "if they have to spend 40, 50 minutes, an hour, two hours plugging a car in in in the middle of the working day, that for them is just not acceptable."

For now, Green Tomato is among the largest operators of hydrogen vehicles in what is still a tiny market in Europe, with about 2,000 fuel cell cars, garbage trucks and delivery vans on the roads.

About 7,500 hydrogen fuel cell cars are on the road in the U.S., mostly in California. Toyota, Honda and Hyundai produce the cars, which are priced thousands more than gasoline-powered vehicles. California has 45 public fueling stations, with more planned or under construction.

Unlike with buses and heavy trucks, experts say the future of passenger vehicles in the U.S. lies mainly with electric battery power, not hydrogen. Fully electric vehicles can travel farther than most people need to go on a relatively small battery.

And for now, hydrogen production is adding to rather than reducing pollution. The world produces about 75 million tons a year, most of it in a carbon emission-creating processes involving steam reformation of natural gas. China uses higher-polluting coal.

So-called "blue" hydrogen, made from natural gas, requires an additional step. Carbon dioxide emitted in the process is sent below the earth's surface for storage. The Cornell and Stanford study found that manufacturing blue hydrogen emitted 20% more carbon than burning natural gas or coal for heat.

That's why industry researchers are focused on electrolysis, which uses electricity to separate hydrogen and oxygen in water. Hydrogen mixes with oxygen in a vehicle's fuel cell to produce power. The amount of electricity generated by wind and solar is growing worldwide, making electrolysis cleaner and cheaper, said Joe Cargnelli, director of hydrogen technologies for Cummins, which makes electrolyzers and fuel cell power systems.

Currently, it costs more to make a hydrogen truck and produce the fuel than to put a diesel-powered truck on the road. Hydrogen costs about $13 per kilogram in California, and 1 kilogram can deliver slightly more energy than a gallon of diesel fuel. By contrast, diesel fuel is only about $3.25 per gallon in the U.S.

But experts say that disparity will narrow.

"As they scale up the technology for production, the hydrogen should come down," said Carnegie Mellon's Litster.

While a diesel semi can cost around $150,000 depending on how it's equipped, it's unclear how much fuel cell trucks would cost. Nikola, a startup electric and hydrogen fuel cell truck maker, estimated last year that it would receive about $235,000 for each hydrogen semi it sells.

Clean electricity might eventually be used to make and store hydrogen at a rail yard, where it could refuel locomotives and semis, all with zero emissions.

Cummins foresees the widespread use of hydrogen in the U.S. by 2030, sped by stricter diesel emissions regulations and government zero-emissions vehicle requirements. Already, Europe has set ambitious green hydrogen targets designed to accelerate its use.

"That's just going to blow the market open and kind of drive it," Cargnelli said. "Then you'll see other places like North America kind of follow suit."