La produzione di energia è stata affidata a due pile a combustibile Efoy 1600 e 1200.

Potremmo definirlo la scatola magica:  esterno argento metallizzato, dimensioni non eccessive, peso contenuto in poco più di sette  chilogrammi. La prima impressione, aprendo l’imballaggio che contiene l’Efoy, è questa.

La pila a combustibile capace di assicurare autonomia energetica  in maniera silenziosa ed ecologica si presenta ai nostri occhi accompagnata da tutti gli strumenti di cui necessita per l’installazione: pannello di comando digitale, set di cavi di collegamento con la batteria dei servizi e tubi di scarico per l’anidride carbonica e l’acqua prodotta.

Prodotto in Germania da SFC – Smart Fuel Cell – leader mondiale nel settore delle pile a combustibile, e distribuito in Italia da Webasto, Efoy è una piccola centrale capace di produrre corrente utilizzando metanolo. Chiamato anche alcol metilico, questo combustibile ha una molecola caratterizzata da un atomo di carbonio posizionato al centro di un tetraedro i cui vertici sono occupati da un atomo di ossigeno e da tre atomi di idrogeno direttamente legati ad esso.

Il corpo centrale delle pile a combustibile è lo Stack: consiste in cellule individuali ognuna composta da un anodo, da un catodo e da una membrana che serve da elettrolita per separare l’uno dall’altro anodo e catodo. Attraverso questa membrana si diffondono i protoni (particelle elettriche a carica positiva). Dalla parte dell’anodo sono fatti passare acqua e metanolo, dalla parte del catodo invece è condotto l’ossigeno. Durante la reazione sull’anodo si producono ioni H+, elettroni liberi e, come prodotto della reazione, il diossido di carbonio (CO2). I protoni possono attraversare la membrana mentre gli elettroni sono costretti a passare attraverso un circuito raccordato verso il catodo, producendo corrente. Sul catodo, gli ioni H+ reagiscono con l’ossigeno per produrre vapore acqueo. L’energia prodotta è immessa direttamente nelle batterie di bordo: in questo modo è possibile mantenerle sempre cariche compensando gli assorbimenti dovuti all’utilizzo delle utenze del veicolo.

Acronimo di Energy FOr You, Efoy può lavorare in modalità automatica o manuale. Nel primo caso la pila a combustibile si avvia spontaneamente quando la tensione della o delle batterie alle quali è collegata scende sotto i 12,3 volt per poi ritornare in stand-by una volta che questa ha raggiunto i 14,3volt. Avviato manualmente, Efoy si occuperà solo di portare la tensione a 14,3volt prima di passare alla modalità stand by.

Il funzionamento è estremamente silenzioso: tutto ciò che si avverte, infatti, è il fruscio delle due ventoline di raffreddamento (23 db a 7 metri di distanza). Il risultato della scissione molecolare del combustibile inoltre è una modesta quantità di diossido di carbonio (volgarmente chiamata anidride carbonica) e acqua.

Efoy è disponibile in quattro versioni: 600, 900, 1200 e 1600. La sigla numerica indica la potenza massima in Watt che la pila a combustibile è in grado di sviluppare.

Il più piccolo degli Efoy, il 600, assicura una produzione massima giornaliera di 50 Ah (carica 2,1Ah); il 900  produce 75 Ah al giorno (3,1Ah di carica), il 1200 fornisce 100 Ah (carica 4,2Ah) mentre il 1600 è in grado di sviluppare ben 130 Ah al giorno (5,4Ah di carica).  Sono proprio le due versioni più potenti, Efoy 1200 ed Efoy 1600, che abbiamo avuto occasione di provare durante Lapland WinterXperience: 35 giorni di viaggio oltre il Circolo Polare Artico nel mezzo dell’inverno con due veicoli equipaggiati di tutto punto.

L’Efoy 1200 è stato montato su un Hobby Toskana 615 Ak GFLC. La pila a combustile, associata a due batterie servizi al gel ciascuna da 80 Ah, doveva fornire energia sufficiente ad alimentare i servizi di bordo durante le circa 20 ore giornaliere di notte polare: oltre all’illuminazione interna (alogena), Efoy ha alimentato due sistemi di riscaldamento (Truma Combi 6 e Webasto AirTop 3900 Evo) e un inverter da 150W utilizzato per l’alimentazione e la ricarica di apparecchiature elettroniche.

L’Efoy 1600, impiegato su un RMB White Star 740 HD, è stato associato a una batteria al gel da 150 Ah e si è occupato di fornire adeguata alimentazione ai sistemi di riscaldamento (Alde Compact 3000, Webasto ThermoTop C e Webasto AirTop 2000), illuminazione interna (a led e alogena) oltre che a diverse apparecchiature elettroniche (antenna satellitare, decoder e tv lcd, inverter 350W).

Perché Efoy

Nel progettare un viaggio nel cuore dell’inverno oltre il Circolo Polare Artico ci è apparso subito fondamentale poter assicurare un’adeguata autonomia elettrica a tutti i sistemi di bordo. Dovendo affrontare temperature potenzialmente proibitive e con pochissime ore di luce al giorno, è stato chiaro sin dal principio che per poter affrontare la sfida era necessario che tutte le apparecchiature dei nostri veicoli potessero e dovessero funzionare al meglio.  Occorreva quindi fornire loro un’alimentazione adeguata anche in sosta poiché il numero estremamente esiguo di campeggi e gli elevati assorbimenti dettati dall’utilizzo costante di almeno un sistema di riscaldamento e dell’illuminazione interna su ciascun veicolo giocavano pesantemente a sfavore della gestione dell’autonomia di bordo.

La scelta di installare i due Efoy è stata compiuta alla luce di tutto ciò e in considerazione dell’utilizzo intensivo che si aveva davanti: rispetto pur alla notevole potenza disponibile installando un generatore con motore a scoppio, Efoy era in grado di garantirci un’autonomia basata su un’erogazione continuativa e costante in maniera silenziosa in grado di mantenere nelle batterie una tensione ottimale.  Le dimensioni e il peso contenuto, poi, hanno giocato decisamente a favore della pila a combustibile.

In viaggio e in sosta

Lapland WinterXperience ci ha condotto nel cuore della Lapponia: abbiamo percorso, in totale, più di ottomila chilometri. Di questi la metà su fondo stradale innevato o ghiacciato. In queste condizioni la velocità è ridotta, così come il numero di giri del motore: se sommiamo questo all’utilizzo costante di luci anabbaglianti e sistemi di riscaldamento sia per la motrice che per la cellula è facile intuire come ciò possa ripercuotersi sull’effettiva ricarica delle batterie in marcia.

Arrivati a destinazione, a seconda delle condizioni climatiche esterne e del conseguente lavoro più o meno assiduo dei sistemi di riscaldamento, l’Efoy, lasciato in modalità di funzionamento automatica, si avviava generalmente entro le due ore successive alla sosta. Come detto, infatti, in questa modalità l’apparecchio entra in funzione quando la tensione della batteria a cui è collegato scende al di sotto dei 12,3v. Tramite il pannello di comando con display digitale è possibile monitorare sia la tensione della batteria, sia la corrente erogata in tempo reale. Un’altra funzione consiste nella visualizzazione delle ore totali di funzionamento: all’inizio della nostra prova, entrambi gli Efoy, nuovi, segnavano sei ore di funzionamento.

Un mese più tardi, al rientro dalla Lapponia, l’Efoy 1200 indicava 277 ore di funzionamento: in questo periodo ha prodotto circa 1154 Ah in 27 giorni: occorre però precisare che di questi 8 notti sono state trascorse in campeggio con allacciamento alla rete elettrica. Questo per le evidenti difficoltà di carico e soprattutto di scarico delle acque possibile solo in tali strutture. Rimangono quindi 19 giorni di utilizzo pieno e totale dell’Efoy per circa 500 h complessive (occorre precisare che i campeggi sono stati utilizzati solo per la notte). La pila a combustibile ha lavorato quindi 277h su circa 500, il 55,4%, consumando 12 litri di metanolo.

L’Efoy 1200 ha lavorato quindi per circa 13 ore e mezza ogni giorno: nel resto del tempo l’energia ai sistemi di bordo è stata fornita durante i trasferimenti dall’alternatore del veicolo (6, 7 ore circa al giorno) mentre durante le soste l’alimentazione è dipesa dalle due batterie servizi.

Si è realizzato un ottimo equilibrio energetico: considerando che il Webasto AirTop EVO 3900 (che assorbe mediamente 2,5Ah) è stato utilizzato 24h/24, luci e altre apparecchiature elettroniche per almeno 15h al giorno, pur in presenza di condizioni decisamente gravose siamo sempre rimasti entro gli ampi limiti di sicurezza forniti dall’Efoy 1200. I 4,2 Ah costantemente prodotti, infatti, si sono dimostrati più che sufficienti ad alimentare le riserve di bordo.

L’Efoy 1600 è stato impiegato nelle stesse condizioni: ha lavorato per 253 ore producendo circa 1370Ah in 37 giorni. Le notti in campeggio con allacciamento a rete sono state 14. Sommando le ore residue ai giorni di pieno funzionamento (23) rimangono 648 ore complessive. Di queste l’Efoy ha lavorato 253 ore, il 39%, con un consumo di 14 litri di metanolo.

L’Efoy 1600 ha lavorato quindi per circa 9 ore e mezzo ogni giorno. Il bilancio energetico, ampiamente in attivo, è rimasto tale anche utilizzando contemporaneamente due riscaldatori a gasolio (Webasto AirTop2000 e ThermoTop C) oltre naturalmente ai sistemi di bordo. Avendo un consumo a pieno regime di 1,8Ah (AT2000) e di 2,7Ah (TT C), pur arrivando a rasentare i 4,5Ah di consumo erano ampiamente compensati dai 5,4Ah prodotti dall’Efoy 1600.

L’autosufficienza fornita dalle pile a combustibile Efoy è dunque assai ampia: pur non avendo lesinato sull’utilizzo di alcun sistema di bordo, il bilancio energetico è sempre rimasto in attivo. Anche nel caso di superamento in assorbimento della soglia di energia prodotta dai due Efoy (4,2 e 5,4Ah), è possibile attingere alle riserve della batteria di bordo che continua ad essere alimentata. Sarà sufficiente ridurre poi i consumi elettrici (ad esempio la sera, andando a dormire) perché il bilancio energetico torni pesantemente in attivo.

Sicurezza ed ecologia

L’Efoy 1200 è stato installato nel garage dell’Hobby, in un vano protetto e sufficientemente aerato. Nell’RMB l’Efoy 1600 ha trovato spazio internamente, sotto al frigo. In entrambi i casi l’evacuazione del CO2 e del vapore acqueo prodotti sono stati convogliati esternamente a pavimento utilizzando i tubi e le griglie forniti da SFC nel kit di montaggio.

Come detto, Efoy trasforma metanolo in diossido di carbonio e acqua. Nessun problema con il  metanolo, tossico per inalazione e contatto e i cui vapori sono esplosivi: grazie all’utilizzo di taniche sigillate è impossibile manipolare il combustibile. Le taniche sono disponibili in due formati, M5 da 5 litri e M10 da 10. Si tratta di cartucce monouso sigillate contro eventuali fuoriuscite e rabbocchi.

Il sistema di pescaggio del metanolo è risultato efficace: la quantità che rimane sul fondo delle taniche è davvero esigua, poco più di un cucchiaio. Le taniche vuote vanno smaltite in maniera compatibile con l’ambiente, consegnandole cioè alle isole ecologiche così come si fa per i prodotti chimici.

Il pannello di comando con display digitale è fornito anche di autodiagnosi: avverte, tramite led rosso, di un eventuale malfunzionamento dell’Efoy segnalandone l’origine tramite un codice. E’ sufficiente aprire il manuale di utilizzo per ritrovare la completa legenda dei codici di errore. Sempre tramite led, ma questa volta color arancio, il display avverte dell’esaurimento del combustibile. Sarà quindi sufficiente sostituire la cartuccia e resettare il sistema per poterlo avviare nuovamente. L’avvio della pila a combustibile prevede una corrente minima disponibile di 10,8volt mentre il range di temperatura al quale l’Efoy può funzionare è compreso tra -20 e 40°C.

La modalità antigelo permette poi alla pila a combustibile di avviarsi per qualche minuto e mantenere una temperatura minima al di sopra dei 3°C: questo permette di salvaguardarne l’efficacia qualora non si preferisca rimuoverlo e riporlo in un luogo protetto.

Si ringrazia per la gentile collaborazione SFC - Smart Fuel Cell AG - Eugen-Saenger - Ring 4 85649 Brunntal / Munich