Toyota Motor Corporation sta sviluppando un motore a idrogeno e lo sta testando negli sport a motore.
L’utilizzo dell’idrogeno, anziché della benzina, fa sì che non si emetta CO2.
La casa automobilistica giapponese compie in tal modo il prossimo passo verso la mobilità sostenibile e sottolinea il suo percorso verso una società basata sull’idrogeno.
Toyota sta continuamente perfezionando varie tecnologie propulsive alternative.
Mentre i veicoli a celle a combustibile come la Toyota Mirai, i cosiddetti veicoli elettrici a celle a combustibile, convertono idrogeno e ossigeno in energia elettrica nella cella a combustibile tramite un processo chimico, i motori a idrogeno bruciano questa miscela.
Nel motore di prova a tre cilindri del tipo GE16-GTS, l’idrogeno viene convogliato nelle camere di combustione del motore a pistoni attraverso un sistema modificato di alimentazione e iniezione del carburante.
La combustione è più veloce rispetto ai motori a benzina comparabili, con conseguente migliore risposta del motore.
Le vibrazioni risultano ridotte, a favore di una migliore esperienza di guida e di risposta del veicolo.
Importante test a Fuji
Il passaggio dall’impiego dell’idrogeno allo stato gassoso all’idrogeno allo stato liquido, in un anno, ha rappresentato un enorme progresso per Toyota.
La nuova tecnologia del motore è stata messa alla prova nel corso della gara di 24 ore, di quest’anno, a Fuji, Giappone, nel quadro delle Super Taikyu Series, un classico dell’endurance giapponese.
L’auto da corsa con cambio manuale AWD è basata sulla Toyota Corolla e durante la gara e’ stata alimentata con idrogeno prodotto dal Fukushima Hydrogen Energy Research Field a Namie Town, nella Prefettura di Fukushima.
Gare come quella che si è tenuta a Fuji, sono fondamentali per la casa automobilistica giapponese per testare tecnologie come il motore a idrogeno e sviluppare e migliorare i veicoli.
Toyota ha montato sulla Corolla un serbatoio ovale, ottimizzando gli ingombri, anziché un serbatoio cilindrico, preferito fino al 2023.
L’adozione di un componente ovale ha permesso anche l’incremento della capacità.
Da 150 litri si passa a 220 litri di idrogeno allo stato liquido, per un volume di 15 kg, anziché di 10 kg.
In termini di autonomia di marcia, sono stati coperti circa 30 giri, pari a 135 km, anziché 90 nel 2023.
Il lancio sul mercato della Corolla destinata allo sport a motore non è attualmente previsto.
Il veicolo da corsa per il momento continuerà a servire a testare il motore a idrogeno.
Toyota e la neutralita’ climatica
Toyota persegue ambiziosi obiettivi di sostenibilità.
Nell’ambito del Toyota Environmental Challenge 2050, Toyota vuole ridurre significativamente le sue emissioni di CO2.
Per raggiungere la neutralità climatica, Toyota si sta concentrando non solo sull’elettrificazione, ma anche sull’idrogeno.
Non importa se parliamo di automobili, camion, autobus, navi o treni, la diffusione dei veicoli a celle a combustibile viene promossa allo stesso modo degli altri prodotti alimentati da celle a combustibile.
I motori a idrogeno sono un’ulteriore alternativa che accelera la realizzazione di una società basata sull’idrogeno.
Pile a celle a combustibile e altri componenti in formato compatto
Prevedibilmente a breve Toyota inizierà la vendita di moduli di sistema compatti alle aziende che sviluppano e producono prodotti a celle a combustibile per numerose e diverse applicazioni, quali ad esempio nel settore della mobilità come autocarri, autobus, treni o navi nonché generatori stazionari.
Da un lato Toyota accelera la diffusione di veicoli a idrogeno, dall’altro agisce come fornitore di primo livello di celle a combustibile, allo scopo di:
- promuovere l’uso dell’idrogeno come vettore energetico
- ridurre le emissioni di CO2 nell’impegno contro il riscaldamento globale
- raggiungere l’obiettivo della neutralità climatica.
Toyota, oltre al lancio dell’automobile a celle a combustibile Mirai (consumo di carburante idrogeno ciclo combinato 0,89-0,79 kg/100 km; consumo di elettricità combinato 0 kWh/100 km; emissioni di CO2 combinato 0 g/km) ha avviato altre iniziative per contribuire alla creazione di una società dell’idrogeno, tra queste:
- l’autobus a celle a combustibile Sora
- la vendita di sistemi a celle a combustibile ad altre aziende
- la messa a disposizione di brevetti con licenza gratuita.
Toyota ha riscontrato che molte aziende di vari settori industriali sono alla ricerca di sistemi a celle a combustibile facilmente adattabili ai loro prodotti.
Caratteristiche del nuovo modulo
Per questo motivo Toyota ha sviluppato un prodotto che riunisce in un singolo modulo compatto componenti ottimizzati del sistema della Mirai, come ad esempio la pila a celle a combustibile e altri elementi, tra cui l’alimentazione di aria e di idrogeno, il raffreddamento e la gestione dell’energia.
Questo nuovo modulo è disponibile in quattro varianti: una verticale (tipo I) e una orizzontale (tipo II) di 60 kW oppure 80 kW di potenza.
Il nuovo modulo offre un’ampia fascia di tensione, da 400 a 750 V, e grazie a un convertitore elevatore di tensione integrato per le celle a combustibile può essere allacciato direttamente a un dispositivo elettrico esistente, che dispone di motore, inverter e batteria.
Si è voluto, così, semplificare lo sviluppo e la produzione di prodotti a celle a combustibile.
La modularizzazione del sistema garantisce una praticità notevolmente migliorata.
Le quattro varianti del modello possono essere combinate in base all’utilizzo e possono essere adattate flessibilmente al livello di potenza necessario e allo spazio disponibile.
Sicurezza ed affidabilità per tutto il ciclo di vita del veicolo
Per un funzionamento sicuro dell’idrogeno e dell’alta tensione sono state impiegate misure di sicurezza derivate dallo sviluppo di veicoli elettrificati.
Tra queste, in particolare, la prevenzione delle perdite e il rilevamento immediato, nonché l’arresto delle perdite.
È garantito il funzionamento sicuro e affidabile sia a basse, che ad alte temperature, a grandi altitudini con aria rarefatta nonché con vibrazioni elevate.
Vi sarà la possibilita’ di richiedere il supporto tecnico di ingegneri altamente qualificati, che forniscono assistenza per determinare la struttura e il design ottimali in termini di efficienza, durata d’utilizzo, costi d’esercizio.
Il nuovo modulo offre una densità di potenza per unità di volume eccellente, sfruttando le caratteristiche del sistema a celle a combustibile compatto di Toyota, che funziona senza umidificatore in quanto l’acqua generata durante la produzione di elettricità circola all’interno della pila a celle a combustibile.
La manutenzione semplice e sporadicamente necessaria riduce, inoltre, i costi complessivi dall’acquisto all’utilizzo e allo smaltimento.
