Le applicazioni potenzialmente più interessanti riguardano mezzi pesanti come autobus e camion. Rispetto alle batterie elettriche, l’accoppiata idrogeno + cella a combustibile garantisce autonomie più elevate e tempi di ricarica decisamente più veloci.

Attualmente le celle di uso più comune sono le cosiddette PEM (Proton-Exchange Membrane). Quando vengono alimentate con idrogeno ed aria, queste celle producono energia elettrica emettendo acqua come prodotto di scarico. Se l’idrogeno (che non è una fonte, ma solo un vettore di energia) è stato prodotto con energie rinnovabili, i mezzi elettrici alimentati con idrogeno e celle a combustibile hanno un’impronta ambientale assolutamente neutrale.

Oggi i mezzi a idrogeno che circolano sulle nostre strade sono ancora pochissimi. In pratica, siamo ad un livello poco più che prototipale. Questa nuova tecnologia è ancora limitata da molti fattori tra cui va annoverato l’alto costo delle cellule a combustibile (che usano al loro interno un catalizzatore a base di platino) e la loro affidabilità in funzione del tempo.

Da almeno un decennio numerosi laboratori internazionali sono impegnati nella ricerca di materiali alternativi che possano sostituire (in tutto o in parte) il platino nel suo ruolo di catalizzatore, garantendo elevati valori di efficienza e stabilità nel tempo. Malgrado i notevoli sforzi, almeno fino a oggi i risultati sono stati solo parziali, ma sembra che le cose stiano cambiando in meglio.

Nature Catalyst ha recentemente pubblicato i risultati di una ricerca sviluppata da un gruppo della University of Science and Technology di Hong Kong (HKUST) che ha sviluppato un nuovo catalizzatore che contiene una quantità di platino corrispondente a circa il 20% di quella presente nelle celle PEM tradizionali. Il catalizzatore è di natura ibrida ed è costituito da atomi singoli di ferro e platino dispersi a livello atomico e da nano-cristalli di ferro-platino:

F. Xiao et al.,”Atomically dispersed Pt and Fe sites and Pt–Fe nanoparticles for durable proton exchange membrane fuel cells“, Nature Catalyst (2022) 5, 503-512.

Oltre ad utilizzare una quantità ridotta di platino, questo nuovo catalizzatore ha dimostrato di essere molto più affidabile nel tempo rispetto al catalizzatore tradizionale che impiega solo platino. Dopo 100 mila cicli del test che viene utilizzato per valutare le caratteristiche delle celle a combustibile (secondo il protocollo stabilito dallo US Department of Energy), l’attività catalitica è ancora pari al 97% del valore originale. Per un catalizzatore a base di platino “tradizionale” il valore scende al 50% dopo solo 30 mila cicli.

Questo è un risultato di straordinaria importanza che – se confermato – potrebbe rappresentare una svolta per il mercato delle celle a combustibile, contribuendo a renderle competitive per lo sviluppo di mezzi di trasporto ad impronta ambientale neutra.

Rimane da osservare che questo risultato è stato ottenuto da un centro di ricerca cinese, finanziato con fondi di ricerca cinesi. Il tempo in cui la Cina si limitava passivamente a copiare le tecnologie straniere sembra definitivamente tramontato e questo potrà avere enormi conseguenze sul nostro futuro, non solo dal punto di vista economico.