Che cosa sono le celle a combustibile?

Le pile o celle a combustibile, anche dette “fuel cell” in inglese, sono dei dispositivi che sfruttano una fonte di carburante (solitamente l’idrogeno) e un ossidante per produrre energia elettrica. Tali dispositivi sono in circolazione già da diversi decenni, ma da alcuni anni stanno diventando sempre più efficienti, e si stanno facendo strada nei settori più disparati, da quello industriale fino a quello della mobilità eco-sostenibile.

Ma in che modo la pila a combustibile può rivelarsi utile nelle nostre vite? E perché si dice che le fuel cell rappresentano un mezzo per produrre “energia pulita”?

In questo articolo vedremo come funziona la pila a combustibile e daremo uno sguardo ai vantaggi di questa tecnologia e alle applicazioni più comuni nella nostra società.

Come funziona una cella a combustibile?

Per certi versi, una fuel cell a idrogeno ricorda un po’ una batteria elettrica convenzionale. Tuttavia, vi sono delle sostanziali differenze da tenere in considerazione.

Le fuel cell vengono alimentate sfruttando determinate sostanze (combustibili liquidi o gassosi come idrogeno o idrocarburi, e un ossidante, come l’ossigeno), per cui consentono di trasformare l’energia chimica in energia elettrica, senza che debba aver luogo un processo di combustione.

Nelle batterie convenzionali, però, combustibile e ossidante si trovano già all’interno. Ciò vuol dire che la batteria dovrà essere sostituita o ricaricata quando i reagenti si esauriranno. Al contrario, nel caso delle fuel cell il funzionamento potrebbe durare potenzialmente all’infinito, in quanto le pile vengono alimentate dall’esterno, e genereranno energia fin quando continueranno a ricevere il combustibile necessario.

I vantaggi delle Fuel cell

Ma a conti fatti, quali potrebbero essere i vantaggi della cella a combustibile di idrogeno?

In primo luogo, questa particolare tecnologia consente di produrre e immagazzinare grandi quantità di energia, a prescindere dalle dimensioni dell’impianto.

Inoltre, le celle a combustibile producono energia “pulita”. La reazione, infatti, produce solamente vapore acqueo come sottoprodotto di scarto, e non comporta emissioni di sostanze inquinanti come CO2. Potrebbe trattarsi, quindi, di una tecnologia green, se basata su idrogeno proveniente da fonti pulite e rinnovabili.

In poche parole, le celle a combustibile possono entrare a far parte del fondamentale processo di transizione ecologica che ci condurrà verso un sempre maggiore utilizzo di energie sostenibili e rinnovabili.

Alla luce di quanto visto, oggi questi dispositivi sono sempre più impiegati nel campo del rinnovamento energetico e nei trasporti ecosostenibili, specialmente nella realizzazione dei veicoli elettrici.

Applicazioni delle celle a combustibile

Celle a combustibile, reagenti, idrogeno e ossidanti: potrebbero sembrare tutti termini troppo distanti dalla nostra vita quotidiana. Eppure, le Fuel cell sono una tecnologia più che reale, versatile, concreta e più utile di quanto si possa immaginare.

Le applicazioni industriali, e non solo, di questa tecnologia sono note da decenni. Già negli anni 60, queste speciali pile vennero impiegate per generare sufficiente energia elettrica da alimentare le missioni spaziali Gemini ed Apollo della NASA e produrre elettricità all’interno delle navicelle.

Le fuel cell vengono impiegate anche nel settore militare e nella realizzazione dei sottomarini.

Passando alle applicazioni più vicine a noi, le fuel cell sono impiegate nella realizzazione di veicoli elettrici a idrogeno (Fuel cell vehicle), come gli autobus a celle a combustibile, ma anche navi, motocicli, macchine e scooter.

Le pile alimentano anche alcuni tipi di droni, e trovano spazio nella creazione di appositi caricabatterie portatili a idrogeno.

Fonti

• Treccani.it
• ENEA Dipartimento Tecnologie Energetiche