Il nuovo motore a idrogeno Toyota, tecnica e futuro della combustione H

Il nuovo motore a idrogeno Toyota, l’inizio di una rivoluzione? Contrariamente ai precedenti veicoli a idrogeno, il nuovo progetto non usa la tecnologia fuel cell.

In veicoli a idrogeno già in vendita, come la Mirai della stessa Toyota, si utilizzano le fuel cell per far reagire l’idrogeno con l’ossigeno. Creando acqua ed energia elettrica, che poi si usa per la trazione con dei motori elettrici.

La sfida del motore a idrogeno Toyota

Contrariamente a quanto già tentato, la casa giapponese ha deciso di studiare un nuovo approccio. Il motore a idrogeno Toyota infatti è un normale motore a combustione interna, ma alimentato al 100% a idrogeno anziché benzina. La base è il noto tre cilindri 1,6 L turbo già visto sulla Yaris GR. Un motore che in configurazione benzina produce 260cv, record come tre cilindri di serie più potente del mondo. Usando tale motore su una Corolla Sport, la casa automobilistica ha intrapreso la colossale sfida di competere in una gara di endurance di ben 24 ore.

Con solamente un mese dall’annuncio ufficiale alla gara, gli ingegneri Toyota hanno avuto pochissimo tempo per iniziare lo sviluppo di una tecnologia per molti anni lasciata indietro. Seppur lo sviluppo dei motori a combustione di idrogeno è iniziata nel 2016 per Toyota, il passaggio dalla miscela 50% benzina 50% idrogeno all’esclusivo utilizzo di idrogeno è iniziata solo mesi prima della gara. La gara stessa ha quindi avuto uso di shakedown o primissimo test.

I risultati sono stati vari, su 24 ore la vettura ha corso per 12 ore, coprendo 1500km. Le altre 12 ore sono state spese per riparazioni e controlli 8 ore, e per i 35 rifornimenti di carburante le rimanenti 4. Il risultato è estremamente positivo se consideriamo che la vettura è stata creata con componenti pre-esistenti, i serbatoi infatti vengono direttamente dalla Mirai stradale.

La questione sicurezza

Considerato ciò le otto ore di checks e riparazioni hanno confermato l’attendibilità dei sistemi di sicurezza utilizzati e l’affidabilità oltre l’utilizzo previsto di quelle che sono componenti stradali.

La vettura che ha corso ha rispettato tutti gli standard di sicurezza del motorsport, ma ha anche aperto nuovi campi di ricerca, infatti per proteggere i serbatoi da eventuali schegge e frammenti sono stati ideati e testati rivestimenti in fibra di carbonio. La vettura inoltre ha impiegato sensori di presenza di idrogeno, che hanno permesso di individuare eventuali perdite in brevissimo tempo. A dimostrazione della sicurezza inoltre, lo stesso CEO Toyota, Akio Toyoda ha corso sulla vettura, prendendo parte alla 24 ore di Fuji.

La carbon neutrality e la produzione di idrogeno

La questione ambientale è più complessa invece. Se anche si riuscissero a risolvere i problemi di affidabilità del motore dovuti al cambio di carburante, la comunque presente pericolosità di avere dei serbatoi con idrogeno a 10000psi, si incontrano ancora problematiche relative alla produzione dell’idrogeno.

L’utilizzo dell’idrogeno al posto della benzina, permette la quasi totale riduzione di composti del carbonio, sostituendoli con vapore acqueo. Infatti la produzione di CO2 verrebbe solamente dalla combustione dei vapori dell’olio lubrificante, provenienti dal sistema PCV o dal effetto blow-by. In ogni caso sarebbe un emissions di CO2 di decine di migliaia di volte inferiore alla combustione di carburanti fossili. La produzione dell’idrogeno pone purtroppo la questione più difficile da risolvere. Sia la produzione da gas che quella per elettrolisi creano più CO2 di quanta se ne possa emettere bruciando normale benzina. Lascio nella sezione fonti delle ricerche che presentano vari risultati in tale tema. Stabilire una univoca verità riguardo l’emissione di CO2 da tali processi è complesso, e i risultati sono estremamente variabili.

Rimane comunque il grande traguardo raggiunto dal nuovo motore a idrogeno Toyota, che rappresenta una strada appena esplorata per il raggiungimento della carbon neutrality. Infatti la stessa casa propone lo sviluppo di tecnologie per la conversione di motori endotermici all’utilizzo di idrogeno. Allo scopo di ridurre le emissioni senza dover produrre nuove vetture, difatti tagliando moltissime emissioni di CO2 provenienti dalla produzione di nuove vetture elettriche o ibride che siano.