Bici a idrogeno: è veramente il futuro della mobilità green?

Recentemente abbiamo sentito parlare di Remoove, l’azienda che porta la prima bici a idrogeno in Italia. Scopri su MisterGadget.Tech la tecnologia e i costi di questo mezzo di cui non si parla molto, ma che potenzialmente rappresenta una svolta nella mobilità.

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Spinto dalla crescente consapevolezza ambientale e dalla ricerca di alternative ai combustibili fossili, il mercato della mobilità personale affronta sfide tecnologiche mai più difficili di oggi. Le biciclette a pedalata assistita o e-bike hanno già trasformato il modo in cui molti si spostano. Tuttavia, la ricerca non si ferma, e nuove tecnologie promettono di portare la sostenibilità e l’efficienza su due ruote a un livello superiore. Tra queste, le biciclette alimentate a idrogeno emergono come una frontiera affascinante e potenzialmente rivoluzionaria. Preparati a scoprire un lato meno conosciuto ma molto promettente del trasporto ecologico.

Cosa sono esattamente le bici a idrogeno

Sebbene non siano ancora una presenza comune sulle nostre strade o nei negozi, le bici a idrogeno sono un esempio concreto di come la tecnologia delle celle a combustibile possa essere miniaturizzata e applicata a veicoli leggeri. In termini il più semplici possibile: una bici a idrogeno è un veicolo a pedalata assistita che utilizza una cella a combustibile alimentata a idrogeno per generare l’energia elettrica necessaria ad azionare un motore.

A differenza delle tradizionali e-bike che immagazzinano l’energia in una batteria ricaricabile, la bici a idrogeno la produce al momento attraverso una reazione chimica tra l’idrogeno e l’ossigeno presente nell’aria. Il carburante è l’idrogeno, stoccato in un piccolo serbatoio ad alta pressione, e l’unica emissione locale prodotta è vapore acqueo.

Quando è richiesta più potenza (ad esempio, durante una pedalata assistita intensa), la batteria fornisce l’energia extra necessaria, dato che la cella a combustibile non produce direttamente l’alta potenza richiesta per le accelerazioni o le salite ripide. Per questo motivo, la maggior parte delle bici a idrogeno incorpora una piccola batteria secondaria (spesso agli ioni di litio o supercondensatori). La cella a combustibile funziona in modo ottimale a una potenza costante, mantenendo la batteria carica. In discesa o durante la frenata rigenerativa, se presente, l’energia può essere recuperata e immagazzinata nella batteria.

Perché si parla di bici a idrogeno?

L’interesse per questa tecnologia nasce dalla ricerca di soluzioni che superino alcuni dei limiti delle attuali e-bike a batteria, in particolare per quanto riguarda l’autonomia e i tempi di ricarica. Le batterie, pur migliorando costantemente, richiedono tempi di ricarica relativamente lunghi (spesso diverse ore) e la loro autonomia può diminuire con il freddo o l’usura. Il rifornimento di idrogeno, teoricamente, potrebbe avvenire in pochi minuti, simile al rifornimento di un veicolo tradizionale, offrendo il potenziale per un’autonomia estesa senza lunghe attese.

Sebbene l’applicazione dell’idrogeno nei trasporti sia più nota per veicoli di grandi dimensioni come automobili, autobus o treni, la sua miniaturizzazione per l’uso su una bicicletta dimostra la versatilità della tecnologia delle celle a combustibile. Parliamo, dunque, di un approccio radicalmente diverso all’alimentazione elettrica per la mobilità leggera.

Come funziona la tecnologia dietro le bici a idrogeno

Comprendere il funzionamento di una bici a idrogeno significa addentrarsi nel principio della cella a combustibile. Non si tratta di un motore a combustione interna che brucia idrogeno, ma di un dispositivo elettrochimico che converte l’energia chimica dell’idrogeno (H₂) e dell’ossigeno (O₂) in energia elettrica, calore e acqua (H₂O).

La tipologia di cella a combustibile più comunemente utilizzata in applicazioni di mobilità, incluse le biciclette, è la PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) o Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell. Questa cella opera a temperature relativamente basse (tra i 50°C e i 100°C) ed è compatta e leggera, il che la rende adatta per veicoli.

La bici a idrogeno non è quindi solo una bici elettrica con una fonte di energia diversa: è un sistema integrato che combina la produzione di energia onboard tramite cella a combustibile, lo stoccaggio di energia ad alta densità (l’idrogeno nel serbatoio), una gestione intelligente di essa tramite un buffer di batteria e un motore elettrico per la propulsione.

Quali sono i vantaggi delle bici a idrogeno

Le biciclette a idrogeno offrono diversi potenziali vantaggi che le rendono una prospettiva interessante per il futuro della mobilità:

• Tempi di rifornimento rapidi: richiede solo pochi minuti, un tempo paragonabile a quello necessario per fare benzina o gasolio in un veicolo tradizionale, e drasticamente inferiore alle ore necessarie per ricaricare completamente una grande batteria.
• Potenziale maggiore autonomia: l’idrogeno, a parità di peso, ha una densità energetica superiore rispetto alle migliori batterie agli ioni di litio. Questo significa che, teoricamente, un serbatoio di idrogeno può immagazzinare molta più energia rispetto a una batteria di peso simile, portando a un’autonomia potenzialmente maggiore.
• Zero emissioni: l’unica emissione dal tubo di scarico (che in questo caso è più un’uscita per il vapore acqueo) è acqua pura. Questo le rende veicoli a emissioni zero nel punto di utilizzo, contribuendo a migliorare la qualità dell’aria nelle aree urbane.
• Meno Dipendenza dal Litio e Materiali Critici: La tecnologia delle celle a combustibile riduce o elimina la necessità di grandi quantità di litio, cobalto e altri materiali spesso estratti in condizioni problematiche e con impatti ambientali significativi, che sono invece essenziali per le batterie agli ioni di litio. Diversificare le fonti di energia e i materiali utilizzati nella mobilità è importante per la sostenibilità a lungo termine.
• Prestazioni meno sensibili alla temperatura: le celle a combustibile tendono a soffrire meno il freddo rispetto alle batterie agli ioni di litio.
• Vita utile potenzialmente maggiore: le celle a combustibile, pur avendo una vita utile finita e soggetta a degradazione, possono avere una durata operativa paragonabile o superiore a quella di una batteria di e-bike, soprattutto se gestite correttamente dal sistema di controllo.

I limiti della produzione a idrogeno

Nonostante i promettenti vantaggi, la produzione di biciclette a idrogeno porta con sè sfide energetiche significative che ne limita l’adozione su larga scala, nel presente. Attualmente, il costo di produzione di una bici di questo tipo è considerevolmente superiore a quello di una e-bike tradizionale e i volumi sono bassissimi, il che non permette economie di scala.

Tema fortemente discusso è quello della sicurezza: si tratta senza dubbio di un gas altamente infiammabile. Ma i serbatoi per veicoli a idrogeno, incluse le biciclette, sono costruiti con materiali compositi avanzati (come fibra di carbonio avvolta attorno a un rivestimento interno) che li rendono incredibilmente robusti e resistenti agli urti. Sono progettati per resistere a pressioni molto elevate e sono sottoposti a test rigorosi (inclusi test di impatto, incendio e perforazione).

Ma l’ostacolo più grande è rappresentato dall‘infrastruttura di rifornimento inesistente. Non esistono stazioni di rifornimento di idrogeno dedicate o facilmente accessibili per le biciclette. L’infrastruttura per veicoli a idrogeno più grandi (automobili, bus) è già limitata, e quella necessaria per veicoli leggeri come le biciclette, che richiedono serbatoi più piccoli e potenzialmente pressioni diverse, è praticamente inesistente.

In fine, il peso aggiuntivo: nonostante gli sforzi per miniaturizzare e alleggerire i componenti, il sistema cella a combustibile + serbatoio + batteria tampone + sistemi di controllo è spesso più pesante di una batteria di capacità energetica equivalente su una e-bike tradizionale. Il peso è un fattore importante per una bicicletta, influenza la maneggevolezza e l’esperienza di guida, specialmente quando l’assistenza elettrica è disattivata.

Idrogeno e sostenibilità: è possibile?

La parola idrogeno è spesso associata al concetto di energia pulita. Tuttavia, come accennato, la sua sostenibilità dipende interamente da come viene prodotto. L’idrogeno è un vettore energetico, non una fonte. Può essere prodotto da fonti fossili (con CO₂), nucleari o rinnovabili.

Affinché le biciclette a idrogeno siano veramente sostenibili e contribuiscano alla lotta contro il cambiamento climatico, devono essere alimentate esclusivamente da idrogeno di tipo verde. Questo significa che l’elettricità utilizzata per l’elettrolisi dell’acqua deve provenire da fonti 100% rinnovabili, come l’energia solare, eolica o idroelettrica.

L’uso di idrogeno di tipo grigio o blu, prodotti principalmente dalla riforma del gas naturale, con emissioni significative di CO₂, pur spostando l’emissione dalla bicicletta alla centrale di produzione, non risolve il problema delle emissioni totali di gas serra e, in alcuni casi, può persino aumentare l’impatto ambientale considerando l’intero ciclo di vita.

Pertanto, la visione di una mobilità a idrogeno veramente green per le biciclette (e per qualsiasi altro veicolo) è intrinsecamente legata allo sviluppo e alla diffusione dell’infrastruttura per la produzione distribuita e rinnovabile di idrogeno.

Bici a idrogeno Remoove: è realtà?

Remoove, azienda di Riva del Garda specializzata nella mobilità inclusiva, focalizzata su disabili e terza età, è pioniera in Italia nella frontiera della bicicletta a idrogeno. La Hyryd Sport Bike 1.0, il modello di base, è quello su cui punta Remoove per il debutto in Italia (e in Europa) presentate ufficialmente a Bergamo in occasione di BikeUp questo Aprile. Un pieno garantisce un’autonomia di 50-60 chilometri, affiancato da celle a combustibile alimentate da una borraccia riempita di gas a bassa pressione, che a sua volta trasmette l’energia a un motorino da 180 W posizionato nel mozzo posteriore della due ruote. Tutto su 23 kg di peso.

La tecnologia arriva dalla Cina. Il produttore è Youon, gruppo specializzato nella tecnologia a fuel cell che sta lavorando anche allo sviluppo in ambito automotive e che ha lanciato una serie di quattro modelli di biciclette – uno per la mobilità urbana, uno più sportivo, il pieghevole e uno specifico per lo sharing – già in circolazione nelle metropoli cinesi.

Offerta al pubblico al prezzo di 4.800 euro, include nella sua dotazione un kit di ricarica casalingo, costituito da un dispositivo di elettrolisi delle dimensioni di un microonde. Per il suo funzionamento, richiede l’impiego di 400 millilitri di acqua del rubinetto, dai quali è capace di generare 40 grammi di idrogeno ecologico in circa cinque ore.