Motorsport.com's Prime content
Topic

Motorsport.com's Prime content

Extreme E: una ricarica che può rivoluzionare il motorsport

La nuova serie elettrica vuole diventare il punto di riferimento nel motorsport a zero emissioni grazie ad un innovativo sistema di ricarica delle batterie ad idrogeno.

Extreme E: una ricarica che può rivoluzionare il motorsport
Carica lettore audio

Il campionato della Extreme E deve ancora iniziare, ma il suo parco piloti,  le squadre presenti ed i proprietari hanno catturato l’attenzione dei media di tutto il mondo. Nico Rosberg e Lewis Hamilton, dopo aver lottato per il titolo in Formula 1 nel 2016, si daranno battaglia nell’inedita veste di proprietari di team, mentre il campione del mondo 2009, Jenson Button, sarà impegnato al volante della ODYSSEY 21.

La premessa della serie è quella di attirare l'attenzione sulle aree del globo devastate dal cambiamento climatico correndo proprio in queste località per poi lavorare con scienziati ed ecologisti per ripristinare quelle zone colpite. Una causa nobile e utile, senza dubbio. Detto questo, creare un campionato con una missione sociale così forte non servirebbe a nulla se, ad esempio, utilizzasse un sistema logistico per nulla ecocompatibile. Ma la Extreme E ha pensato a questo.

In primo luogo, il paddock non sarà trasportato da un evento all'altro tramite aereo. L'ecosistema XE salperà per ogni evento sulla RMS St Helena, una nave passeggeri/cargo che traghetterà il paddock ad ogni round. Come raggiungerà le aree più interne è un'incognita, data l'incapacità di una nave marittima di affrontare l'insormontabile sfida della terra...

Ma non è questo il punto. La nave è stata realizzata con motori che funzionano con diesel marino a basso tenore di zolfo per controllare le emissioni, e gli interni possono essere riciclati così da ridurre i rifiuti. Questa è forse una goccia nell'oceano (se mi perdonate il gioco di parole) rispetto alle emissioni prodotte a livello globale, ma rimane fedele alla dichiarazione della missione.

Tuttavia è la fonte di energia per la flotta di SUV ODYSSEY 21 la parte fondamentale dell’impegno della categoria  a rimanere il più possibile priva di emissioni. A differenza della Formula E, che carica le sue auto con generatori di glicerina per ridurre le emissioni di NOx e di carbonio, la Extreme E ha optato per le celle a combustibile a idrogeno per caricare le auto. L'elettricità prodotta dalle celle a combustibile a idrogeno è stata a lungo propagandata come il Sacro Graal per garantire che i veicoli elettrici possano creare la loro energia da una fonte pulita e sostenibile, dato che l'unico sottoprodotto dopo la reazione di elettrolisi all'interno della cella è l'acqua.

Christine 'GZ' Giampaoli Zonca, Oliver Bennett, Hispano Suiza Xite Energy Team

Christine 'GZ' Giampaoli Zonca, Oliver Bennett, Hispano Suiza Xite Energy Team

Photo by: Sam Bloxham / Motorsport Images

Fornito da AFC Energy, partner di XE, l'uso dell'idrogeno per alimentare le auto deve ancora raggiungere il mainstream del motorsport, ed è sempre apparso solo in concept futuristici. Anche se la serie HYRAZE - il cui lancio è previsto nel 2023 - prevede di utilizzare celle a combustibile a idrogeno all'interno delle auto, la partnership della Extreme E con AFC Energy è la prima applicazione di alto profilo del carburante a idrogeno all'interno di un ambiente del motorsport.

Ma come funzionerà? Il CEO di AFC, Adam Bond, ha spiegato i pro e i contro di questa tecnologia.

"È la domanda più comune che ci viene posta", dice Bond. "In termini semplici, il sistema di ricarica su misura che AFC Energy ha sviluppato per Extreme E è costituito da quattro componenti primari: la produzione di carburante, la cella a combustibile alcalino, un'unità di stoccaggio della batteria e il caricatore stesso”.

"Nei giorni che precedono ogni weekend di gara, l'idrogeno sarà generato da una combinazione di pannelli solari portatili che alimentano gli elettrolizzatori. L'idrogeno generato sarà immagazzinato in cilindri di idruro metallico a bassa pressione pronti per l'uso durante il fine settimana. Per la gara la nostra cella a combustibile utilizzerà l'idrogeno verde per generare energia pulita che sarà poi in grado di essere alimentata in ciascuno dei SUV ODYSSEY 21 attraverso un'unità di stoccaggio della batteria per accumulare energia al fine di soddisfare i tempi di ricarica di picco tra le gare".

Bond ha rivelato che le discussioni riguardanti una partnership con la Extreme E sono iniziate nel gennaio 2020.

"Ciò che era chiaro a quel punto", continua, "era la necessità di concordare con loro una specifica e un design su misura date le diverse condizioni e la logistica impegnativa della serie - dal caldo del deserto, al freddo della Groenlandia, e poi l'alta quota della Terra del Fuoco! Il nostro sistema fornisce quindi un'energia a zero emissioni e fuori rete che può essere impiegata in una serie di differenti condizioni climatiche".

Bisogna però considerare che attualmente esiste una contraddizione in termini di energia green. Nel Regno Unito nel 2020 (fino al terzo trimestre, secondo i dati del governo), il 40,2% dell'energia era rappresentato da fonti rinnovabili, ma questo comporta che il 59,8% utilizzi fonti non sostenibili per costruire o integrare quelle fonti rinnovabili. Alla fine ci sarà un incrocio in queste cifre, ma allo stato attuale c'è una crescente dipendenza dal gas naturale per l'energia.

Laia Sanz/Carlos Sainz, Sainz XE Team

Laia Sanz/Carlos Sainz, Sainz XE Team

Photo by: Sam Bloxham / Motorsport Images

Nelle serie elettriche esistenti la natura plug-in di alimentazione delle batterie produce ancora emissioni, anche se la fonte di glicerina Aquafuel della Formula E ha ridotto questa percentuale. La Extreme E ha puntato sul modello dell’idrogeno per portare le emissioni a livelli quasi trascurabili al fine di mostrare la tecnologia di AFC Energy e aiutare l'azienda a sviluppare i suoi prodotti. Questo accordo rivela una componente chiave del motorsport. Diventare partner di un campionato per accelerare lo sviluppo di un prodotto.

"La Extreme E aveva bisogno di un sistema di alimentazione a zero emissioni per caricare i suoi veicoli ODYSSEY 21 e sottolineare lo scopo della serie, e la nostra cella a combustibile H-Power ha fornito la tecnologia di base perfetta per realizzarla", ha dichiarato Bond. “Il sistema elimina quindi la necessità di generatori diesel riducendo significativamente le emissioni e fornendo al contempo una piattaforma globale per mostrare la tecnologia di ricarica".

"Tuttavia, come novità per la serie Extreme E, AFC Energy sta anche configurando un elemento di rifornimento a monte. In ogni località di gara, creeremo l'idrogeno combustibile in loco nei giorni precedenti la gara, utilizzando una combinazione di elettrolisi ed energia solare rinnovabile, in modo che non solo la cella a combustibile sia a zero emissioni, ma anche la produzione dell'idrogeno combustibile. Questa è una prima mondiale nell'alimentazione off-grid di eventi sportivi".

Il motorsport è a un bivio. Dopo essere stato alimentato da combustibili fossili per così tanto tempo, le serie vedono adesso la presenza di motorizzazioni ibride (come la F1, e presto il British Touring Cars e il World Rally Championship), e a batteria come la FE, mentre la proposta di HYRAZE di una flotta di auto alimentate da celle a combustibile a idrogeno è ancora lontana dallo scendere in pista. Per ora, la XE farà da ponte tra questi ultimi due esempi.

A breve termine, anche la F1 punterà all’utilizzo di biocarburanti. Un passaggio ai carburanti E10 nel 2022 precederà l'auspicato passaggio a prodotti completamente bio per il 2026 e oltre, creando un altro campo di battaglia tecnologico per aiutare i giganti petrolchimici del mondo a produrre carburanti con maggiore efficienza. Ma anche così arriverà un momento in cui i carburanti contenenti sostanze inquinanti diventeranno ancora più fuori moda.

"Il motorsport di alto livello in passato è stato dominato da considerazioni su potenza, peso e aerodinamica, con il motore a combustione al centro di tutto", spiega Bond. "Dall'inizio della Formula E, il modo in cui i veicoli sono alimentati è ora una considerazione fondamentale per le serie di tutto il mondo”.

"Penso che ci sia stata la consapevolezza che, con la crescita dei prodotti ibridi ed EV 'su strada', ci sia bisogno di ulteriori sbocchi per mostrare la tecnologia in pista o fuori strada. Extreme E ha risposto a questa sfida, e penso che incoraggerà la creazione di nuovi campionati di corsa o rally completamente elettrici in tutto il mondo".

La crescita delle fonti rinnovabili dovrebbe avere il potenziale per cambiare il volto del motorsport per sempre.

"Penso che il motorsport sia già in fase di adattamento", ha proseguito Bond. "Un chiaro progresso è stato fatto negli ultimi anni attraverso la Formula E, l'uso di hypercars a Le Mans, e la Formula 1 che ha fissato il suo obiettivo green per andare verso un'impronta a zero emissioni di carbonio con tutte le power unit alimentate con carburanti completamente avanzati e sostenibili entro il 2030. Penso che la stagione inaugurale della Extreme E accelererà ulteriormente questa transizione".

Jamie Chadwick, Stephane Sarrazin, Veloce Racing

Jamie Chadwick, Stephane Sarrazin, Veloce Racing

Photo by: Sam Bloxham / Motorsport Images

Anche se l'idrogeno sarà chiaramente un'attraente fonte di propulsione futura, i problemi risiedono nella creazione di idrogeno gassoso, nello stoccaggio e nel fare in modo che rimanga accessibile. Su piccola scala la Extreme E ha i mezzi per farlo, ma un risultato più grande sarà la capacità della serie di aiutare le aziende energetiche per consentire loro una maggiore quantità di applicazioni in tutto il mondo.

Non è una cosa semplice, ma se il motorsport può aiutare a fare questi progressi, allora XE e AFC avranno giocato un ruolo fondamentale in questo. Con l'idrogeno che finalmente si fa strada nel motorsport, i venti del cambiamento stanno sicuramente prendendo piede.

L'idrogeno è l'elemento chimico più abbondante nell'universo. In termini di massa, l'idrogeno costituisce circa il 75% di tutto, ma in termini di quantità molecolare, è più vicino all'89%. Fa parte di quasi tutti i nostri liquidi, solidi e gas. Ma poiché forma facilmente dei composti con altri elementi, è molto difficile isolare le molecole di H2 necessarie per formare l'idrogeno combustibile. Questo processo viene realizzato di solito tramite l'elettrolisi dell'acqua.

L'elettrolisi utilizza un anodo caricato positivamente e un catodo caricato negativamente in una soluzione, separati da una membrana permeabile, per formare nuove composizioni chimiche. L'anodo, l'idrogeno e l'ossigeno si dividono per formare ioni idrogeno, elettroni liberi e ossigeno. Gli ioni H+ e gli elettroni si uniscono poi per formare gas H2 da impacchettare e utilizzare in una cella a combustibile.

Una cella a combustibile a idrogeno prende le molecole di idrogeno e le scompone nuovamente in ioni di idrogeno ed elettroni. Gli elettroni generano la corrente necessaria per sviluppare una carica elettrica, che può essere immagazzinata dalle batterie dell'auto. Gli ioni di idrogeno si ricombinano poi con gli elettroni e con l'ossigeno per creare acqua come unico sottoprodotto. Quell'acqua, teoricamente, potrebbe essere usata di nuovo in una reazione di elettrolisi per recuperare l'idrogeno gassoso, o essere usata altrove.

Anche se ci sono molti tipi diversi di celle a combustibile, tutte funzionano generalmente su questo principio, e più celle possono essere combinate in vari modi per fornire diversi livelli di corrente o tensione, a seconda dello scopo.

Per la Extreme E questo processo viene adottato per collegare e caricare le batterie dell'auto, ma le future auto elettriche a idrogeno avranno una cella a combustibile a bordo e un serbatoio di idrogeno per produrre quella reazione internamente.

condivisioni
commenti
Extreme E: cambia il format dell'Arabia Saudita causa polvere
Articolo precedente

Extreme E: cambia il format dell'Arabia Saudita causa polvere

Prossimo Articolo

Extreme E: incidenti da brivido nelle prime qualifiche

Extreme E: incidenti da brivido nelle prime qualifiche