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Cómo funciona un coche de pila de combustible de hidrógeno

Cómo funciona un coche de pila de combustible de hidrógeno
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El hidrógeno es el elemento químico más común en la naturaleza y se puede utilizar como vector energético para mover un coche. Hay varias maneras de usarlo y las marcas han experimentado durante años con ellas, pero la más extendida y la que parece tener más futuro es la pila de combustible.

Hoy vamos a explicar en qué consisten las motorizaciones de hidrógeno y, sobre todo, cómo funciona una tecnología que está acaparando cada vez más atención de las marcas por su potencial sostenibilidad.

Cómo funciona un coche de hidrógeno

Mercedes Benz Glc F Cell 2018 001

La principal diferencia de un coche de hidrógeno es que, si bien es un coche eléctrico pues son exclusivamente los motores eléctricos los que se encargan de hacer girar las ruedas, su funcionamiento no es igual. En un coche de pila de combustible se va generando la electricidad a medida que el coche la necesita.

En lugar de almacenar la energía en baterías acumuladoras, éstos utilizan una pila de combustible, algo así como una central energética portátil. En un coche de combustión la energía se obtiene al quemar los derivados del petróleo, en los coches de hidrógeno se procesa el hidrógeno para producir electricidad a demanda.

Hyundai Nexo Cargando

El hidrógeno (H₂) a presión se almacena en unos tanques específicos. Este elemento se canaliza hacia la pila de combustible, donde se añade el oxígeno del aire ambiental para producir electricidad y, como producto residual, se obtiene agua (H₂O). Porque, sí, los coches de hidrógeno tienen tubo de escape, pero no contaminan, sólo expulsan vapor de agua.

La electricidad generada en la pila de combustible se destina a una batería, como en un coche eléctrico, la cual es la encargada de repartir la energía al o a los motores eléctricos de los que disponga el coche. También se puede destinar electricidad bajo demanda directamente de la pila de combustible a los motores eléctricos.

El sobrante de electricidad acumulado en la batería más la recuperación de energía conseguida a través de la frenada regenerativa se guardan en la batería, permitiendo a las mecánicas de pila de combustible funcionar incluso sin estar consumiendo hidrógeno.

La problemática del coche de hidrógeno

Hidrogenera

Aunque efectivamente el hidrógeno sea uno de los elementos químicos más representativos de todos los que componen la tabla periódica por su presencia habitual, su obtención es de todo menos sencilla.

En condiciones de temperatura y presión ambiental, el hidrógeno es un gas totalmente inocuo, pero el hidrógeno no existe por sí mismo, aislado, como elemento recolectable. No hay bolsas de hidrógeno en el subsuelo ni crece de los árboles. Su presencia va ligada a otros elementos de los que necesitamos separarlo: por ejemplo el agua, H₂O, está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

Para aislar el hidrógeno (H₂) hay que recurrir a un proceso de gasificación denominado electrólisis por el cual se descompone el agua a través de la electricidad. Se requieren ingentes cantidades de energía para obtener por un lado oxígeno (O) y por otro el hidrógeno (H₂) puro para proceder a su almacenamiento.

Hidrogeno

El hidrógeno también puede obtenerse mediante reformado de hidrocarburos, mediante gasificación de hidrocarburos o biomasa, por producción biológica de bacterias o algas a pequeña escala y mediante ciclos termoquímicos (con energía nuclear o solar) a gran escala.

Otra de las cuestiones más complicadas en lo referente al hidrógeno es su almacenamiento. Se trata de un gas extremadamente volátil con una densidad de tan solo 0,0899 kg/m³, por lo que mantener a este gas contenido a presión dentro de depósitos implica añadir elementos muy pesados que lo puedan retener en su interior. Con la tecnología actual es prácticamente imposible garantizar la ausencia de pérdidas, principalmente por las válvulas de llenado/vaciado.

Hidrogeno 3

Adicionalmente está el problema del repostaje: no es sencillo. En España tenemos un precaria red con sólo siete hidrogeneras actualmente: dos en Huesca, una en Zaragoza, una en Madrid, una en Albacete, una en Puertollano y una en Sevilla. En 2017 se estimaba que pudiera haber 20 hidrogeneras en 2020, pero la realidad es muy diferente.

Tanto por lo incipiente de la tecnología de pila de combustible como por la escasa demanda, el resultado es que actualmente los coches de hidrógeno son una realidad marginal. Al menos de momento.

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