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Pila de combustible de Hyundai
Las pilas de combustible son dispositivos que convierten la energía química (en este caso el hidrógeno) directamente en energía eléctrica, agua y calor. En la mayoría de los coches de pila de combustible de hidrógeno, una combinación de pila de combustible y motor de alta potencia proporciona la propulsión en lugar de un motor de combustión interna.
Como la mayoría de los FCEV tienen una batería a bordo para el almacenamiento temporal de energía, son en este sentido similares a un vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV), ya que la pila de combustible desempeña el mismo papel que la pequeña unidad de combustión del PHEV.
Hyundai y Toyota han creado sus modelos de forma diferente: el ix35 con pila de combustible se ha adaptado al SUV ix35 de la compañía, mientras que el Mirai se ha diseñado específicamente desde el principio como un vehículo de pila de combustible. El Honda es como el Toyota en este sentido, y se espera que los nuevos fabricantes que entren en el mercado de los FCEV sigan este enfoque. Sin embargo, es probable que se lancen algunos modelos «convertidos», como el Hyundai, ya que los costes de desarrollo son significativamente menores, aunque haya que hacer concesiones en el embalaje.
Coches de hidrógeno 2022
Otra belleza de la tecnología de las pilas de combustible es que sus únicas emisiones son agua y calor. Además, el hidrógeno que la alimenta es el elemento más abundante de la Tierra. El inconveniente, sin embargo, es que el hidrógeno no se produce de forma natural; hay que separarlo de otra cosa.
Esa «otra cosa» puede ser el agua -bastante abundante-, que está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Desgraciadamente, la forma habitual de separar ese matrimonio es disparar electricidad a través del agua, y eso requiere generar electricidad primero -aunque con energía eólica, solar e hidráulica, puede ser un proceso muy limpio. Pero también hay otras formas de obtener hidrógeno, muchas de las cuales se están estudiando y mejorando.
Aunque los vehículos de pila de combustible son bastante nuevos, la pila de combustible que los alimenta no lo es. La historia remonta la invención a 1839, con el mérito del científico galés William Robert Grove. Sin embargo, las pilas de combustible se tomaron un largo descanso hasta los años 60, cuando fueron utilizadas por la NASA para generar energía para los satélites y las cápsulas espaciales.
Los coches de hidrógeno, ¿cómo funcionan?
Un vehículo de hidrógeno es un tipo de vehículo de combustible alternativo que utiliza hidrógeno como fuerza motriz. Los vehículos de hidrógeno incluyen cohetes espaciales alimentados con hidrógeno, así como automóviles y otros vehículos de transporte. La potencia se genera convirtiendo la energía química del hidrógeno en energía mecánica, ya sea mediante la reacción del hidrógeno con el oxígeno en una pila de combustible para alimentar motores eléctricos o, menos comúnmente, quemando hidrógeno en un motor de combustión interna[2].
A partir de 2021 [actualización], hay dos modelos de coches de hidrógeno disponibles públicamente en mercados selectos: el Toyota Mirai (2014-), que es el primer vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV) producido en masa en el mundo, y el Hyundai Nexo (2018-). El Honda Clarity se produjo de 2016 a 2021[3] La mayoría de las empresas que habían estado probando coches de hidrógeno han cambiado a coches eléctricos de batería; Volkswagen ha expresado que la tecnología no tiene futuro en el espacio de la automoción, principalmente porque un vehículo eléctrico de pila de combustible consume aproximadamente tres veces más energía que un coche eléctrico de batería por cada kilómetro recorrido. En diciembre de 2020[actualización], había 31.225 FCEV de pasajeros alimentados con hidrógeno en las carreteras del mundo[4].
Coches de hidrógeno 2020
Si se enciende el hidrógeno, éste reacciona con el oxígeno del aire. Libera su energía mediante una explosión. Pero en lugar de una explosión incontrolada, podemos aprovechar esta energía de forma segura en una pila de combustible de hidrógeno. La pila de combustible es la que impulsa los coches de hidrógeno.
La pila de combustible es un dispositivo que toma la energía química, en forma de hidrógeno, y la convierte en electricidad que puede alimentar un motor eléctrico, al igual que una batería. Así, un coche de hidrógeno funciona con un motor eléctrico.
¿Cómo funciona? En primer lugar, el hidrógeno almacenado en un depósito (de paredes gruesas y sometido a pruebas de choque, que suele estar bajo el asiento trasero) se mezcla con aire y se bombea a la pila de combustible. Dentro de la pila, una reacción química extrae los electrones del hidrógeno.
Los protones del hidrógeno sobrante se desplazan por la célula y se combinan con el oxígeno del aire para producir agua. Mientras tanto, los electrones crean electricidad, que carga una pequeña batería de almacenamiento que se utiliza para alimentar un tren motriz eléctrico (igual que en un vehículo eléctrico). Por eso los vehículos se denominan vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV), en comparación con los vehículos eléctricos de batería (BEV) que ya se ven cada vez más en nuestras carreteras.