El coche del mañana: La pila de hidrógeno para coches y camiones

AutoFM Programa del Motor y Coches

Está muy de modo hablar de combustibles alternativos, ya tenemos en este especial El Coche del mañana con Andrés Muñoz un episodio sobre combustibles sintéticos, hoy toca hablar de hidrógeno. Además con una particularidad, hablaremos de hidrógeno hoy y en el siguiente episodio, porque el hidrógeno puede aportar energía en el coche de dos formas. Antes de eso ¿Qué es el hidrógeno , no me digas que vamos a tener problemas de abastecimiento? Creado en las estrellas, el hidrógeno es el elemento más abundante en la tierra, aunque nunca se encuentra en estado puro, sino unido a otras moléculas, habitualmente en forma de agua, que cubre el 70 % del planeta. Es el elemento más simple, formado por un único electrón y protón y es el más ligero, aunque contiene tres veces más energía por kilo que el petróleo. ¿Cuándo y cuándo se comienza a aplicar en automoción? Desde 1990 los principales constructores de automóviles han desarrollado prototipos de vehículos movidos por hidrógeno. Primero utilizándolo como combustible en motores de combustión tradicionales, aunque la idea se descartó rápidamente por problemas de eficiencia. A continuación, la investigación se centró en la pila de combustible, investigación que está actualmente alcanzando la madurez. Hay dos formas de hacer que un coche se mueva con hidrógeno, explícanos primero ¿Qué es eso de la pila de combustible? La pila de hidrógeno instalada en vehículos permite producir energía eléctrica a partir del gas transportado en depósitos relativamente pequeños, ahorrándose el peso de las pesadas baterías necesarias para transportar la misma cantidad de energía en forma eléctrica. Los FCEV combinan la presencia de una pila de combustible con unas baterías relativamente pequeñas. ¿Cómo es la reacción química en la pila de hidrógeno? Esta reacción es extremadamente sencilla. Los electrodos están separados por el electrolito. Las moléculas de hidrógeno atraviesan el electrodo (ánodo) y reaccionan con el recubrimiento catalítico desprendiéndose de electrones y transformándose en iones cargados positivamente. Los electrones son conducidos al circuito eléctrico, alimentándolo, mientras que los iones de hidrógeno atraviesan el electrolito para llegar al otro electrodo, el cátodo, donde reaccionan con el oxígeno para formar vapor de agua. Por lo tanto, el único producto del proceso es agua, junto con la corriente eléctrica que se obtiene al desprenderse el hidrógeno de su electrón y quedar ionizado. En los vehículos de hidrógeno la célula debe calentarse a la temperatura de funcionamiento y el aire utilizado de comburente debe ser comprimido y humidificado. Además, se incluye un circuito para eliminar el agua. Vamos a poner ejemplos concretos de coches actuales que se mueven con hidrógeno en el formato pila de combustible Aunque en la actualidad prácticamente todas las marcas cuentan con al menos un prototipo circulando, detallamos el modelo quizás más conocido: el Toyota Mirai. Con un diseño muy llamativo el Mirai es un coche eléctrico que cuenta con una batería auxiliar que alimenta el sistema eléctrico y que puede respaldar a la pila de combustible en las fases de fuerte aceleración. Esta batería se recarga tanto regenerativamente como a través de la pila de hidrógeno. Algunas versiones de este modelo se venden con toma de corriente, para utilizar la pila como generador eléctrico en caso de necesidad (terremoto o incendio, por ejemplo). Las ventajas principales que aporta son una autonomía y un tiempo de repostaje equivalentes al de los motores térmicos, y muy inferior al de los BEV. Este Mirai es un coche largo, de casi cinco metros de longitud y con unas llamativas grandes tomas de aire delanteras, necesarias para la respiración de la pila. Sin embargo, como también pasaba con los primeros híbridos, el maletero es desproporcionadamente pequeño en relación con la longitud total del vehículo: dos depósitos de hidrógeno de 5 kg y 700 bares de presión tienen la culpa. La batería se sitúa encima del eje trasero, mientras que la pila ocupa el centro condicionando el tamaño del túnel y limitando la capacidad a cuatro pasajeros homologados. Como curiosidad, el Mirai se traga unos 22 m3 de aire cada 100 km y emite 7 litros de agua en la misma distancia. Toyota anuncia unos conservadores 500 km de autonomía. Su gran rival es en la actualidad el Nexo de Hyundai con pila de hidrógeno y con 660 km de autonomía. Mide 4,67 m y cuenta con tres depósitos de 52,2 litros de volumen reforzados con fibra de carbono, que permiten repartirlos mejor por el chasis y aprovechar mejor su espacio. Dos de estos depósitos se encuentran debajo del asiento trasero y el tercero bajo el maletero y tienen una capacidad conjunta de 6,7 kilogramos de hidrógeno. El Nexo cuenta además con una batería de 40 kWh y motor eléctrico de 120 kW (163 CV). El Nexo y el Mirai son dos opciones que parecen razonables, seguramente utilizables a diario si no fuera por el escasísimo número de hidrogeneras disponibles, lo cual limita su utilización a flotas con una base en la que repostar. Además, son vehículos sensiblemente más caros que sus rivales híbridos en potencia y tamaño. ¿Dónde más podemos encontrar ya hidrógeno para el formato pila de combustible? Las aplicaciones FCEV están mucho más extendidas entre autobuses de recorridos urbanos, por las ventajas que representa esta explotación (rutas conocidas en entornos urbanos y estaciones base donde instalar una hidrogenera…). El desarrollo en camiones pesados va retrasada respecto a otras aplicaciones, pero se anuncia un futuro muy interesante. El hidrógeno es un portador de energía con casi emisiones nulas si se obtiene de fuentes renovables, pero no es una fuente de energía. A pesar de ser abundante en la naturaleza, es necesario emplear gran cantidad de energía para producir hidrógeno puro. Se puede almacenar y reutilizar para generar electricidad, pero se calcula que con este paso intermedio se pierde al menos un 30 % de rendimiento (la pila de combustible se estima que tiene un rendimiento de más o menos el 60%). ¿Qué dicen esos políticos Europeos a los que tenemos tanto cariño sobre el uso del hidrógeno? La postura de Europa parece ser la de primar el uso de hidrógeno en vehículos comerciales pesados, cuya huella de carbono parece más difícil de eliminar. Para los vehículos particulares, quizás con la excepción de los más rodadores, la capacidad de las baterías parece suficiente y la mayor eficiencia de esta configuración la hace preferida. No obstante, ambas tecnologías coexistirán y quizás a más largo plazo, el hidrógeno gane la partida, pues tiene la innegable ventaja de ser más rápido de repostar, aunque las hidrogeneras exijan (como también ocurre con las electrolineras cuando de carga rápida se trata) de una comunicación con el coche para repostar de forma segura. Presenta: Fernando Rivas https://twitter.com/rivasportauto Coordina: Jose Lagunar https://twitter.com/JoseLagunar Colabora: Andrés Muñoz https://www.linkedin.com/in/andresmunozcanas/ Puedes seguirnos en nuestra web: https://autofm.es/ y https://www.podcastmotor.es Twiter: @AutoFmRadio Instagram: https://www.instagram.com/autofmradio/ Youtube: https://www.youtube.com/channel/UC57czZy-ctfV02t_PeNXCAQ Contacto: [e-mail]