Toyota a idrogeno liquido: il prototipo TR LH2 Racing in pista a Le Mans, ma come funziona?

La prossima settimana Toyota porterà in pista il prototipo TR LH2 Racing alimentato a idrogeno liquido al Circuit de la Sarthe, dove avrà luogo la 94ª edizione della 24 Ore di Le Mans.

Basata sullo stesso telaio della Hypercar ibrida TR010 HYBRID che gareggerà regolarmente, la vettura a idrogeno che vedremo in questa dimostrazione pubblica non va confusa con le "normali" vetture a fuel cell, celle a combustibile.

In questo prototipo, così come nei precedenti che hanno dato inizio al progetto, Toyota non crea elettricità dalle fuel cell per sfruttare un motore elettrico, ma usa l'idrogeno proprio come combustibile di un motore termico. La TR LH2 Racing però porta all'estremo il concetto, utilizzando idrogeno liquido e non gassoso.

L'idrogeno liquido offre il vantaggio della compressione, e quindi di molta più autonomia stoccata nello stesso spazio, ma allo stesso tempo introduce delle sfide estreme per i progettisti e gli ingegneri. L'idrogeno in quella condizione scende a una temperatura di -253°C, e così deve rimanere.

Il serbatoio è dunque una meraviglia di ingegneria criogenica con una doppia camera a vuoto per evitare qualsiasi scambio termico e l'evaporazione (boil-off) del gas. Ma il motore endotermico non può bruciare l'idrogeno se è troppo freddo, per cui il gas segue un percorso studiato minuziosamente.

Una pompa speciale sviluppata da Toyota, capace di operare a temperature vicine allo zero assoluto, estrae l'idrogeno liquido dal serbatoio mantenendolo stabile, dopodiché, prima di entrare nei cilindri, l'idrogeno passa attraverso uno scambiatore di calore che sfrutta il calore del motore per farlo evaporare e portarlo a una temperatura ottimale per la combustione. L'idrogeno gassoso viene quindi iniettato ad alta pressione direttamente nella camera di combustione. Qui, le candele tradizionali provocano la scintilla che genera l'espansione, muovendo i pistoni in modo identico a un motore a benzina.

Sappiamo che l'idrogeno come prodotto di scarto ha solo acqua, ma questo motore, sfruttando l'aria atmosferica come qualsiasi motore endotermico, incamera anche azoto, abbondante in aria, e quindi a causa delle alte temperature genera ossidi di azoto, i famigerati NOx. Essendo composti dannosi, Toyota utilizza avanzati sistemi di post-trattamento dei gas di scarico per abbatterli.

Per chi fosse presente alla manifestazione, prima dei giri dimostrativi, il prototipo da corsa TR LH2 sarà esposto ai fan nell'Hydrogen Village, una mostra di tecnologia a idrogeno che include informazioni e veicoli, a dimostrazione dell'impegno di Toyota per una società a impatto neutro di carbonio. L'Hydrogen Village sarà ufficialmente inaugurato mercoledì 10 giugno.