zams 
Imagina un cotxe que no emet fum ni gasos contaminants mentre es desplaça, i que en lloc de fer servir gasolina o dièsel, utilitza hidrogen com a combustible. L'hidrogen ja no és una mica de futur sinó que ja es troba disponible gràcies a la pila d'hidrogen als cotxes. Moltes persones es pregunten com funciona i quins avantatges els té utilitzar.
Per això, en aquest article explicarem què és la pila d'hidrogen als cotxes, les seves característiques, avantatges i molt més.
Índex
Què és la pila dhidrogen els cotxes
En essència, una pila d'hidrogen és un dispositiu que converteix l'energia química emmagatzemada a l'hidrogen en energia elèctrica. Funciona a través d'un procés en què l'hidrogen es combina amb oxigen de l'aire per produir electricitat, aigua i calor com a subproductes. L'electricitat generada pot alimentar un motor elèctric que impulsa les rodes del cotxe, permetent moure's.
La pila d'hidrogen està formada per diverses cel·les individuals. Cada cel·la consta de dos elèctrodes, un ànode i un càtode, separats per un material anomenat electròlit. L'hidrogen s'introdueix a l'ànode i l'oxigen de l'aire s'introdueix al càtode. Quan l'hidrogen entra en contacte amb l'ànode, es descompon en protons i electrons. Els protons travessen l'electròlit cap al càtode, mentre que els electrons es desplacen a través d'un circuit extern i generen electricitat en el procés. Al càtode, els protons, electrons i oxigen es combinen per formar aigua i calor.
Com funciona
La principal diferència amb un automòbil d'hidrogen és que, si bé és un automòbil elèctric, ja que té el motor elèctric girant les rodes del tot, no funciona de la mateixa manera. En un vehicle de pila de combustible, el cotxe genera lelectricitat que necessita.
En lloc dutilitzar bateries per emmagatzemar energia, usen cel·les de combustible, similars a les centrals elèctriques portàtils. Si analitzem els cotxes de combustió, l'energia s'obté cremant derivats del petroli i als cotxes d'hidrogen l'hidrogen es processa per generar electricitat sota demanda.
El gas hidrogen (H2) de pressió s'emmagatzema en dipòsits específics. Aquest element és lliurat a una cel·la de combustible on se li afegeix oxigen de l'aire ambient per generar electricitat i s'obté aigua (H2O) com a producte residual. Perquè sí, els cotxes d?hidrogen tenen tubs d?escapament, però no contaminen, només emeten vapor d?aigua.
L'electricitat generada per la cel·la de combustible va a la bateria i, com en un automòbil elèctric, la bateria és responsable de distribuir energia al motor elèctric de l'automòbil. L'energia sota demanda també es pot lliurar directament des de la cel·la de combustible al motor elèctric.
L'excés d'electricitat acumulat a la bateria, a més de la recuperació d'energia a través de la frenada regenerativa, s'emmagatzema a la bateria, cosa que permet que el mecanisme de la pila de combustible funcioni fins i tot sense consumir hidrogen.
Avantatge i durada
Quan es tracta de durabilitat, pensa en un automòbil impulsat per hidrogen com un automòbil tradicional de benzina o dièsel. Com a resultat, les piles d'hidrogen als cotxes estan dissenyades per durar la vida d'un vehicle convencional, amb la mateixa qualitat, durabilitat i confiança que qualsevol altre vehicle.
El principal avantatge de les piles d'hidrogen és que produeixen energia elèctrica sense emetre contaminants perjudicials per al medi ambient. L'únic subproducte significatiu és aigua, cosa que fa que els vehicles de pila d'hidrogen siguin considerats «zero emissions». A més, ofereixen una autonomia més gran en comparació amb les bateries tradicionals dels vehicles elèctrics, ja que el procés de recàrrega és més ràpid i comparable a omplir un dipòsit de gasolina.
Altres avantatges d'usar una pila d'hidrogen als cotxes són:
- Zero emissions locals: L'única emissió que es produeix és vapor d'aigua, cosa que contribueix significativament a reduir la contaminació de l'aire i la qualitat de l'aire en entorns urbans.
- Autonomia estesa: els vehicles de pila d'hidrogen poden tenir recorreguts més llargs abans de requerir una recàrrega, cosa que els fa més adequats per a viatges de llarga distància.
- recàrrega ràpida: emplenar un dipòsit d'hidrogen pot prendre només uns minuts, similar al mateix temps que pren omplir un tanc de benzina.
- Flexibilitat dús: Les piles d'hidrogen es poden utilitzar en una varietat d'aplicacions, no només en vehicles, sinó també en sistemes d'energia estacionària, com ara generadors i sistemes de suport d'energia.
- Eficiència energètica: Les piles d'hidrogen poden ser més eficients en termes de conversió d'energia en comparació dels motors de combustió interna convencionals.
- Contribució a lenergia renovable: L'hidrogen utilitzat a les piles d'hidrogen es pot produir a partir de fonts renovables, com l'energia solar i eòlica, mitjançant un procés anomenat electròlisi.
Problemàtica de la pila d'hidrogen als cotxes
Si bé és cert que l'hidrogen és un dels elements químics més icònics de la taula periòdica degut a la freqüència amb què passa, obtenir-ho és tot menys simple.
L'hidrogen és un gas completament inofensiu a temperatura i pressió ambient, però l'hidrogen en si mateix no existeix només com a element col·leccionable. No hi ha hidrogen a terra, ni creix dels arbres. La seva presència té a veure amb altres elements que necessitem per separar-la: per exemple, l'aigua, H2O, està formada per dos àtoms d'hidrogen i un àtom d'oxigen.
Per separar l'hidrogen (H2), l'aigua s'ha de dividir en electricitat mitjançant un procés de gasificació anomenat electròlisi. Es requereix una gran quantitat d'energia per obtenir oxigen (O) per una banda i hidrogen pur (H2) per emmagatzemar-lo per altra banda.
L´hidrogen també es pot obtenir mitjançant reformat d´hidrocarburs, gasificació d´hidrocarburs o biomassa, bioproducció de bacteris o algues a petita escala i cicles termoquímics a gran escala (usant energia nuclear o solar).
Un altre dels temes més complexos associats a l'hidrogen és el seu emmagatzematge. És un gas extremadament volàtil amb una densitat de només 0,0899 kg/m3, de manera que mantenir aquest gas sota pressió significa afegir elements molt pesats per mantenir-lo al tanc. Amb la tecnologia actual és pràcticament impossible garantir pèrdues, principalment per vàlvules d'ompliment/buidat.
A més, hi ha el tema del proveïment: no és fàcil. A Espanya, on actualment tenim una xarxa inestable, només hi ha set plantes d'hidrogen: dues a Osca, una a Saragossa, una a Madrid, una a Albacete, una a Puertollano, una a Sevilla. El 2017 es va pronosticar que hi podria haver 20 plantes d'hidrogen per al 2020, però la realitat és ben diferent.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre les piles d'hidrogen als cotxes i les seves característiques.