Nissan progetta l’auto Fuel Cell a bioetanolo

Nissan svilupperà un nuovo progetto per l'auto ecologica. Sarà basato sulla tecnologie Fuel Cell a Ossido Solido ed utilizzerà come fonte di alimentazione il bioetanolo.

In tema di mobilità sostenibili il settore dell’automobile percorre da tempo due binari principali. Da un lato ci sono le auto elettriche pure che utilizzano un motore elettrico e sono alimentate da blocchi di batterie ricaricabili. Dall’altro ci sono i veicoli ibridi dove un motore elettrico ed uno termico coesistono integrandosi a vicenda. Esiste però anche una terza via rappresentata dai veicoli Fuel Cell che ha avuto uno sviluppo più lento ma porta con se un notevole potenziale. Proprio in questo settore Nissan ha presentato un nuovo progetto particolarmente innovativo nelle scelte tecniche ed allo stesso tempo molto competitivo sul fronte dei costi.

Come funziona il fuel cell

In un auto Fuel Cell un motore elettrico viene alimentato da quella che tecnicamente si chiama pila a combustibile. All’interno di questo dispositivo elettrochimico si fanno reagire due o più sostanze per generare energia elettrica che poi può essere inviata al motore stesso. Nelle applicazioni concrete per garantire regolarità di funzionamento la pila a combustibile non alimenta direttamente il motore ma tiene in carica un blocco di batterie a sua volta collegato al motore elettrico.

Una delle reazioni più semplici che è possibile sfruttare in una pila a combustibile consiste nel far reagire l’ossigeno dell’aria con l’idrogeno per sviluppare energia elettrica ed ottenere come sottoprodotto semplice acqua. Questa soluzione tuttavia è stata tecnicamente limitata sia dai costi di produzione dell’idrogeno in forma libera sia anche dalla complessa gestione che questo gas richiede nel trasporto, nello stoccaggio e nell’erogazione. Per superare questi limiti sono state sviluppate soluzioni alternative che utilizzano sostanze più facilmente manipolabili per fare da vettore all’idrogeno da usare nella pila a combustibile.

La tipologia di pila a combustibile più nota è chiamata pila a membrana a scambio protonico (PEM) che utilizza speciali membrane per separare protoni ed elettroni della molecola di idrogeno. Di più recente sviluppo sono le pile a combustibile ad ossido solido (SOFC) in cui viene utilizzato un elettrolita a ossido solido costituito da speciali materiali ceramici.

Il Fuel-Cell e-Bio di Nissan

In questo contesto generale Nissan ha ora annunciato un nuovo progetto per sviluppare un sistema Fuel Cell ad Ossido Solido in cui potrà essere utilizzato il bioetanolo; questa nuova tecnologia è stata denominata “Fuel-Cell e-Bio“. Si tratta del primo progetto di questo tipo che punta ad abbinare la tecnologia SOFC con un combustibile ecologico e largamente disponibile in molte aree del mondo.

Da un punto di vista tecnico un sistema di generazione a Fuel-Cell e-Bio utilizza il bioetanolo come vettore per produrre l’idrogeno che alimenterà la pila a combustibile. L’idrogeno viene separato dalla molecola di bioetanolo attraverso un reforming, quindi viene fatto reagire con l’ossigeno atmosferico nella pila a combustibile producendo l’elettricità necessaria ad alimentare l’automobile.

Il progetto sviluppato da Nissan ha numerosi punti di forza nel raffronto con altre tecnologie Fuel Cell e perfino a confronto con i veicoli elettrici puri:

• L’uso di un sistema SOFC offre un rendimento maggiore rispetto a quello ottenibile con i sistemi Fuel Cell tradizionali. Nissan stima che un veicolo alimentato a Fuel-Cell e-Bio potrà raggiungere una autonomia di 600 chilometri, un valore paragonabile alle auto con motore termico e decisamente maggiore di quanto attualmente ottenibile con un’auto elettrica.
• L’alimentazione elettrica offre una erogazione lineare e progressiva ed allo stesso tempo è estremamente silenziosa. Per gli utenti ciò si tradurrà in veicoli dalle buone prestazioni e dal comfort elevato. Rispetto ad una elettrica pura un’auto Fuel Cell risulta molto meno penalizzata dal peso delle batterie.
• Un sistema Fuel-Cell e-Bio è in grado di utilizzare diverse tipologie di bioetanolo incluse quelle ottenute dalla canna da zucchero o dai cereali. Dall’Europa al Sud America questo genere di carburanti ecologici sono già ampiamente disponibili per cui i veicoli Fuel-Cell e-Bio potranno integrarsi all’interno di sistemi di produzione e distribuzione già esistenti.
• Nei sistemi Fuel-Cell tradizionali alimentati con idrocarburi vi è sempre una produzione di CO2 non ecologicamente non bilanciata. Usando invece un biocarburante le emissioni di CO2 sono state neutralizzate durante il percorso di coltivazione della pianta utilizzata per generare il bioetanolo. Ne deriva che un sistema Fuel-Cell e-Bio è sostanzialmente neutrale rispetto alle emissioni di anidride carbonica.
• Per rendere più semplice il trasporto, lo stoccaggio e poi la distribuzione del bioetanolo, questo può essere mescolato con l’acqua. Questa soluzione permette anche di raggiungere un grado di sicurezza superiore rispetto ai carburanti tradizionali senza dover utilizzare tecnologie particolarmente complesse o costose.
• Le attuali infrastrutture utilizzate per la distribuzione dei carburanti tradizionali possono essere facilmente adattate alla miscela acqua-etanolo senza grandi costi di adeguamento. Anche i rifornimenti resterebbero operazioni molto semplici e veloci.
• La Fuel-Cell e-Bio proposta da Nissan si annuncia competitiva anche sul fronte dei costi di esercizio che si annunciano allineati a quelli attuali di un veicolo elettrico. Una condizione che potrebbe incentivare sia le aziende che gli utenti ad abbracciare questa nuova tecnologia.
• La grande quantità di energia disponibile in un sistema Fuel-Cell e-Bio rende questa soluzione ideale anche per gli impieghi in una una parte dell’energia deve essere destinata ad usi diversi dalla trazione, ad esempio nei trasporti refrigerati.

Nissan tra elettrico e Fuel Cell

Nissan è una delle case automobilistiche che più ha investito nell’auto elettrica come dimostra chiaramente anche il successo della Leaf. La via verso una mobilità a zero emissioni passa però anche attraverso altre strade che possono portare queste genere di tecnologie ad un pubblico più ampio. Ed è in questa direzione che si muove evidentemente il progetto Fuel-Cell e-Bio.

Via & Photo Credits | Nissan