Ottimizzare le celle a combustibile per rendere gli autobus elettrici un’opzione più allettante
L’incremento della disponibilità e dell’affidabilità degli FCEB si è rivelato difficoltoso per diversi progetti finanziati dall’UE. Una di queste iniziative è stata CHIC, dove è stato misurato solo il 70 % della disponibilità per gli autobus a idrogeno, contro il 96 % degli equivalenti a diesel. «Ciò ha fatto guadagnare agli autobus a idrogeno una cattiva reputazione», afferma Federico Zenith, coordinatore del progetto Giantleap, finanziato dall’UE. Il team di Giantleap ha sviluppato metodi prognostici per i sistemi a celle a combustibile, vale a dire le celle stesse e componenti aggiuntivi quali i compressori, spesso più critici in materia di affidabilità. «Abbiamo seguito un approccio che utilizza un estensore di gamma, dove le celle a combustibile e i serbatoi d’idrogeno sono collegati a un autobus ad accumulatore come una stazione di ricarica a mano che può facilmente essere rimossa e sostituita dagli operatori durante i malfunzionamenti», spiega Zenith.
Algoritmi sulle cause dell’avaria delle celle a combustibile
I partner di progetto hanno ideato un algoritmo che proietta una durata di 15 000 ore di operatività continua per le celle a combustibile rispetto all’obiettivo iniziale di 12 000. Essi hanno inoltre sviluppato algoritmi che determinano lo stato di degradazione di una cella a combustibile in solo qualche secondo. Questi algoritmi sono stati testati con successo su pile a grandezza naturale. «Siamo stati in grado di spiegare i guasti ai compressori soggetti a condizioni transitorie anomale che causavano una maggiore usura e che sono la causa principale del guasto al sistema a celle a combustibile», segnala Zenith. Le proiezioni dei costi per il sistema prototipo a celle a combustibile sono incoraggianti. Inoltre, il team ha dimostrato con successo la fattibilità di un estensore di gamma per autobus ad accumulatore su strade pubbliche, ma senza veri passeggeri. La possibilità di sostituire l’estensore di gamma in caso di malfunzionamenti aumenta notevolmente la disponibilità dell’autobus. La grande capacità della batteria consente all’autobus di completare il proprio tragitto in caso di malfunzionamenti durante l’utilizzo. Infine, i ricercatori hanno ulteriormente esaminato il fenomeno del ringiovanimento delle celle, osservato per la prima volta all’interno del progetto precedente Sapphire. «Ora abbiamo una migliore comprensione delle condizioni in cui possiamo ripristinare alcune degradazioni delle celle considerate prima irreversibili, anche se ci sono ancora alcune spiegazioni alternative per i meccanismi», osserva Zenith.
Un’esperienza di progetto positiva conduce a partenariati fruttosi
Giantleap ha suscitato un notevole interesse attorno alla tecnologia delle celle a combustibile nel partner del progetto Bosch Engineering, un importante produttore tedesco di componenti e accessori per veicoli. «L’azienda ha utilizzato più risorse di quelle assegnate per ottenere la massima competenza possibile dal progetto ed è stato chiaro che l’hanno considerato di importanza strategica», afferma Zenith. Prima della fine del progetto, Bosch Engineering aveva annunciato una cooperazione strategica con il produttore svedese di celle a combustibile PowerCell. L’azienda ha inoltre iniziato una collaborazione con il produttore americano di autocarri elettrici Nikola Motors sul suo prossimo camion a idrogeno Nikola Two. «Giantleap ha contribuito a una migliore comprensione dei processi di degradazione nelle celle a combustibile e nei relativi sistemi», conclude Zenith. «Migliorare la durata e l’affidabilità del sistema a celle a combustibile dovrebbe aumentare la disponibilità degli FCEB e ridurne al contempo il costo totale di proprietà».
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