Come funziona una stazione di rifornimento di idrogeno

Si scopre che è proprio come una pompa di benzina. Tranne le parti in cui non lo è.

La cosa divertente della tecnologia del futuro, a quanto pare, è quanto sembri straordinaria la tecnologia del presente. Guida in una stazione di rifornimento di idrogeno e sarai perdonato per aver notato quanto sembri normale. Pompa di benzina. Touch screen. Ugello. Luci ambientali sotto una tettoia. In alcuni casi, anche il familiare logo Shell. L'unica cosa che manca è un ragazzo che vende sigaretti e bottiglie di Mountain Dew Baja Blast. Con sempre più stazioni online ogni anno e sempre più auto a idrogeno in circolazione, come la Toyota Mirai, vale la pena dare un'occhiata a come l'idrogeno entra in un veicolo a celle a combustibile e esce sulla strada.

L'idrogeno di solito arriva a una stazione di rifornimento nello stesso modo in cui arriva la benzina: su un camion. Ma a differenza della benzina, può essere generata anche sul posto, separando l’elemento dall’acqua o dal gas naturale. L’idrogeno può anche essere trasportato tramite tubazioni, come le 700 miglia di condutture che già esistono in America.

Se l’idrogeno arriva in forma liquida, deve prima essere convertito in gas prima di poter essere utilizzato. Qui passa attraverso torri vaporizzatori che riscaldano il liquido fino a trasformarlo in gas.

Prima che l’idrogeno entri nella tua auto, deve essere compresso ad alte pressioni, fino a 10.000 libbre per pollice quadrato, o 700 bar. Esistono due standard per la compressione dell'idrogeno: mezza pressione H35 e piena pressione H70. Una pressione più elevata si traduce in un’autonomia più elevata: su un moderno veicolo a celle a combustibile come la Toyota Mirai, ad esempio, un pieno completo a H70 equivale a 312 miglia di autonomia,* che è alla pari con i veicoli a benzina.

*Stima EPA 2017: 67 città/67 autostrada/67 MPGe combinati per Mirai e autonomia di 312 miglia. Il chilometraggio effettivo varierà. Misurazione dell'autonomia secondo le norme SAE J2601 (temperatura ambiente: 20°C; pressione del serbatoio dell'idrogeno quando alimentato: 70 MPa). Il tempo di rifornimento varia in base alla pressione di rifornimento dell'idrogeno e alla temperatura ambiente.

L’idrogeno si trova nei serbatoi di stoccaggio, proprio come la benzina. La differenza principale qui, tuttavia, è che questi serbatoi sono fuori terra, mentre la benzina è immagazzinata sotto terra, per un importo di migliaia di litri. (Strano, uno studio dell'Università di Miami ha dimostrato che una perdita di benzina e un incendio sono molto più devastanti per un veicolo di una perdita di idrogeno.) Qualsiasi perdita in un serbatoio di stoccaggio significa che l'idrogeno, che è più leggero dell'aria, viene semplicemente scaricato prima ha la possibilità di bruciare.

Per prevenire l’espansione e mantenere la densità energetica durante il pompaggio ad alte pressioni, l’idrogeno deve essere raffreddato attraverso uno scambiatore di calore prima di passare attraverso una pompa. Il raffreddamento evita il surriscaldamento dei serbatoi di bordo del veicolo, velocizzando il rifornimento.

Infine, l'idrogeno arriva alla tua pompa. Questa pompa è proprio come la normale pompa di una stazione di servizio, tranne che anni luce avanti in termini di potenza di calcolo: con la capacità di comunicare con il computer di bordo del tuo veicolo a celle a combustibile, può determinare la temperatura, la pressione del serbatoio e i livelli di carburante, quindi fa il resto si. Tutto quello che devi fare è bloccare l'ugello in posizione e attendere. Il carburante viene misurato in chilogrammi anziché in galloni, il che potrebbe richiedere del tempo per comprendere la combustione interna. Ci vogliono solo dai tre ai cinque minuti per riempire il serbatoio dell'idrogeno di un'auto,* e per tutto questo tempo, il tuo conducente dell'idrogeno non si renderà conto di tutta la scienza, la tecnologia e l'ingegneria che sono state necessarie per fornire questo idrogeno nel tuo serbatoio.

*Il tempo di rifornimento varia in base alla pressione di rifornimento dell'idrogeno e alla temperatura ambiente.

Perché gli studenti delle scuole superiori gareggiano con auto a celle a combustibile RC

10 accessori intelligenti per la tua auto

10 elementi essenziali di stile per il pendolarismo moderno

Il futuro dei trasporti a Los Angeles

10 tecnologie automobilistiche che stabiliscono un nuovo standard

Veicoli a carburante alternativo in numeri

A che punto sono gli Stati Uniti nel settore del carburante a idrogeno?

Le infrastrutture americane e dove andremo dopo

Com'è la vita con un'auto alimentata a idrogeno

Perché le vendite di veicoli ibridi ed elettrici sono in aumento