¿Qué ocurre bajo el capó de un vehículo de hidrógeno? Aunque muchas personas utilizan el término «motor de hidrógeno», en realidad, los vehículos de hidrógeno utilizan motores eléctricos alimentados por hidrógeno. Los camiones, automóviles, tractores, etc. de hidrógeno son, de hecho, vehículos eléctricos o, más precisamente, vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV).
Sin embargo, a diferencia del vehículo eléctrico «convencional» (que en realidad debería denominarse vehículo eléctrico de batería o BEV), cuya electricidad se almacena en la batería durante la carga, el «vehículo eléctrico de hidrógeno» genera su propia electricidad mediante una pila de combustible de hidrógeno.
Para usar un vehículo de hidrógeno, el usuario debe llenar el tanque de hidrógeno en lugar de recargar la batería.
Hay dos tipos de tecnología de motores de hidrógeno:
- El FCEV: un vehículo eléctrico con un motor eléctrico alimentado por una pila de combustible; la mayoría de los vehículos de hidrógeno disponibles en la actualidad utilizan esta tecnología,
- El ICE: un vehículo con un motor de combustión interna de hidrógeno. Esta tecnología, que aún no está en el mercado, se encuentra en fase de I+D e interesa a fabricantes como Toyota, Porche y MAN. Este tipo de motor mantendría intacto gran parte del sistema operativo del motor actual y requeriría ajustes mínimos en los vehículos.
¿Qué define la potencia de un motor de hidrógeno?
Los FCEV tienen varios parámetros de diseño que definen la potencia de un vehículo:
- Capacidad de la batería (en kWh)
- Potencia de la pila de combustible (en kW)
- Capacidad de almacenamiento de hidrógeno (en kg)
- Potencia total del motor en (kW)
Según el propósito del vehículo, los fabricantes diseñan varias configuraciones de estos cuatro elementos.
¿Hidrógeno gaseoso o líquido?
Estos son los dos medios de almacenar hidrógeno y cada uno tiene sus ventajas y desventajas, según el propósito del vehículo. El hidrógeno líquido permite almacenar cuatro veces más hidrógeno, pero al licuar el hidrógeno se traduce en un menor rendimiento energético debido a la operación de licuefacción adicional. Además, una vez que está en el automóvil, debe usarse muy rápido antes de que vuelva a convertirse en gas y se expanda. Esto significa que debe usarse o evacuarse... ¡y perderse!
¿Cómo funciona exactamente una pila de combustible?
Hay varios tipos de pilas de combustible que convierten el combustible en energía. La más común es la pila de combustible de hidrógeno, que convierte el hidrógeno (el combustible) en electricidad (la energía), mediante la reacción electroquímica del hidrógeno y el oxígeno.
Este proceso, que se produce de forma instantánea, alimenta el motor eléctrico y libera solo agua.
Técnicamente, la pila de combustible utiliza una reacción «redox» para producir electricidad. Se compone de dos electrodos: un ánodo oxidante (que emite electrones) y un cátodo reductor (que recoge los electrones), separados por un electrolito, que conduce directamente los iones de un electrodo al otro y bloquea los electrones, obligándolos a pasar por el circuito externo de la batería.
El tanque suministra hidrógeno de forma continua al ánodo, mientras que el cátodo recibe oxígeno (del aire).
El ánodo hace que el combustible se oxide y libere electrones, que son forzados por el electrolito cargado de iones (que separa los dos electrodos) a pasar a través de un circuito externo. Por lo tanto, este circuito externo proporciona una corriente eléctrica continua que alimenta el motor.
Una vez reunidos en el cátodo, los iones y los electrones se recombinan con el oxígeno. Esta combinación provoca una reducción que, además de la corriente eléctrica, genera calor y vapor de agua puro, que se escapa en forma de gas a través de un pequeño tubo colocado debajo del vehículo, ya sea mientras conduce o pulsando un botón al final del viaje.
- El tanque suministra hidrógeno de forma continua al ánodo, mientras que el cátodo recibe oxígeno (del aire).
- El ánodo hace que el combustible se oxide y libere electrones, que son forzados por el electrolito cargado de iones (que separa los dos electrodos) a pasar a través de un circuito externo. Por lo tanto, este circuito externo proporciona una corriente eléctrica continua que alimenta el motor.
- Una vez reunidos en el cátodo, los iones y los electrones se recombinan con el oxígeno. Esta combinación provoca una reducción que, además de la corriente eléctrica, genera calor y vapor de agua puro, que se escapa en forma de gas a través de un pequeño tubo colocado debajo del vehículo, ya sea mientras conduce o pulsando un botón al final del viaje.
Por lo tanto, el funcionamiento de un motor de hidrógeno solo emite agua pura y es completamente limpio, siempre que se utilice un combustible de hidrógeno completamente limpio.
