Atlantic Zero Emission

Aprilia, azienda leader in Europa nella produzione di vei-coli a 2 ruote e MES-DEA, società svizzera specializzata nello sviluppo di tecnologie alternative, presentano in occasione della fiera Intermot ‘04 l’ultimo risultato della loro collaborazione: lo scooter ad idrogeno con Fuel Cell. Si tratta di un prototipo, Atlantic Zero Emission, spinto da un motore elettrico ad alte prestazioni ali-mentato dal nuovo generatore a fuel cell da 6 kW elettrici di produzione MES-DEA. Atlantic Zero Emission è un veicolo ad “emissioni zero”, silenzioso nel funzionamento.

Alimentato ad idrogeno, il nuovo modello sarà in grado di fornire un’autonomia di oltre 150 km in ambito urbano. Il mezzo è equipaggiato con un generatore a fuel cell progettato e realizzato dalla ditta MES-DEA. Si tratta di una tecnologia molto compatta finalizzata princi-palmente alle applicazioni mobili. Il sistema inoltre operando con i gas di reazione non necessita di altri sistemi ausiliari, quali umidificatori, compressori e ulteriori sistemi di ref. Il nuovo sistema fuel cell nasce da una serie di prece-denti prototipi dalla potenza massima di 3 kW; questo partendo dalla modularità tipica che gli ingegneri ed i tecnici che lavorano al progetto sono riusciti ad estendere la potenza fino a 6 kW tenendo la stessa struttura di sistema, con i relativi vantaggi di semplici-tà, leggerezza e compattezza.

Aprilia e MES-DEA credono che questo risultato per-metterà al nuovo sistema propulsore Fuel Cell di com-petere con gli scooter a motore termico soprattutto in quegli ambiti dove la scelta ambientale risulti essere decisiva, anche nel maggiore segmento di mercato in Europa rappresentato dai veicoli di cilindrate interme-die (125-200 cc). Aprilia e MES-DEA credono fortemente nel progetto di produzione dello scooter ad idrogeno con fuel cell, competitivo non solo con altri veicoli a propulsione elettrica a batteria - grazie all’autonomia superiore ad alla rapida ricaricabilità - ma anche con lo scooter a motore termico, soprattutto dove le tematiche ambientali possono essere decisive nel determinare il sistema di mobilità.

Un progetto ambizioso che prevede importanti svilup-pi, finalizzati ad una mobilità urbana sempre più atten-ta all’ambiente.

Tecnologia Il reparto di Ricerca e Sviluppo di MES-DEA ed Aprilia è focalizzato principalmente sulla progetta-zione di sistemi a Fuel Cell a membrana polimerica (PEMFC) di potenza nominale intermedia (0,5 – 6 kW), ideali per l’applicazione a sistemi di trasporto leggero o in generale mobili. Il principale vantaggio del sistema è la semplicità, che consiste in:

- assenza del sistema di umidificazione esterna dei gas reagenti; - sistema di raffreddamento ad aria forzata; - sistema di introduzione dell’aria sdoppiato per il raffreddamento e per l’alimentazione del catodo (assenza di compressione dei gas rea-genti);

L’obiettivo principale per tale tecnologia è la corretta gestione dell’umidificazione della membrana. La solu-zione è stata trovata grazie ai particolari canali di flus-so dei gas reagenti realizzati negli elettrodi in grafite e nei Gas Diffusion Layers (GDL). Tutti gli “stack” sono gestiti da un microprocessore che controlla e gestisce tutti gli ausiliari: l’elettronica, i ventilatori e le valvole. Il sistema di controllo è costituito da un microproces-sore che gestisce l’operatività dei ventilatori dell’aria di alimentazione della cella, del raffreddamento, delle valvole di sicurezza e delle purge valves e regola con-tinuamente il rapporto stechiometrico e gli intervalli di purging. Il sistema di controllo riceve in input la tem-peratura dello Stack (T), l’intensità di corrente (I) e la tensione (V) dello stack. In caso di malfunzionamenti il software integra un protocollo di sicurezza che pro-tegge il sistema da danneggiamenti.

Dati tecnici di confronto

Nella tabella seguente sono riportate le caratteristiche del prototipo Atlantic a fuel cell ed il veicolo Atlantic con motore termico da 125 cc di normale produzione Aprilia. Motore Motore elettrico brushless Motore 4T monocilindrico 125 cc. Carburante Idrogeno puro Benzina senza piombo Emissioni 0 CO 4.85 g/Km HC 1.02 g/Km NO x 0.25 g/Km Potenza nominale 6 kW 9 kW Coppia nominale 12 Nm 9.7 Nm Velocità massima 85 Km/h 100 Km/h Autonomia 150 Km 200 Km Peso 166 Kg 176 Kg Specifiche dello stack Potenza nominale 6 kW Consumo H2 78 l/min (0.4 kg/h) Pressione H2 in ingresso 1.4 ÷ 1.5 bar Pressione aria Atmosferica Temperatura stack 63°C max Temperatura di esercizio 0 ÷ 35°C Raffreddamento Aria forzata Peso 19,5 Kg circa Dimensioni (Lxbxh) 285 x 180 x 112 (stack di 1,5 kW)

Lay-out del sistema Le bombole (3 unità da 6.8 litri ciascuna – diametro 157 mm e lunghezza 556 mm) sono integrate nel telaio appositamente modificato. Gli stack sono alloggiati nel vano sottosella. Rispetto ai precedenti prototipi, in questo il sistema propulsivo è totalmente integrato nel corpo del veico-lo, dimostrando che una versione Fuel Cell dello scooter a motore termico esistente sarebbe possibili con interventi limitati al telaio, alla base tecnica e minori interventi all’estetica, grazie alle ridotte dimen-sioni ed al peso contenuto del sistema Fuel Cell di MES-DEA.