Pila de hidrógeno en los coches

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Imagina un coche que no emite humo ni gases contaminantes mientras se desplaza, y que en lugar de utilizar gasolina o diésel, utiliza hidrógeno como combustible. El hidrógeno ya no es algo de futuro sino que ya se encuentra disponible gracias a la pila de hidrógeno en los coches. Muchas personas se preguntan cómo funciona y qué ventajas tiene utilizarlos.

Por ello, en este artículo vamos a contarte qué es la pila de hidrógeno en los coches, sus características, ventajas y mucho más.

Qué es la pila de hidrógeno los coches

En esencia, una pila de hidrógeno es un dispositivo que convierte la energía química almacenada en el hidrógeno en energía eléctrica. Funciona a través de un proceso en el que el hidrógeno se combina con oxígeno del aire para producir electricidad, agua y calor como subproductos. La electricidad generada puede alimentar un motor eléctrico que impulsa las ruedas del coche, permitiéndole moverse.

La pila de hidrógeno está compuesta por varias celdas individuales. Cada celda consta de dos electrodos, un ánodo y un cátodo, separados por un material llamado electrolito. El hidrógeno se introduce en el ánodo y el oxígeno del aire se introduce en el cátodo. Cuando el hidrógeno entra en contacto con el ánodo, se descompone en protones y electrones. Los protones atraviesan el electrolito hacia el cátodo, mientras que los electrones se desplazan a través de un circuito externo, generando electricidad en el proceso. En el cátodo, los protones, electrones y oxígeno se combinan para formar agua y calor.

Cómo funciona

La principal diferencia con un automóvil de hidrógeno es que, si bien es un automóvil eléctrico, ya que tiene el motor eléctrico girando las ruedas por completo, no funciona de la misma manera. En un vehículo de pila de combustible, el coche genera la electricidad que necesita.

En lugar de usar baterías para almacenar energía, usan celdas de combustible, similares a las centrales eléctricas portátiles. Si analizamos los coches de combustión, la energía se obtiene quemando derivados del petróleo, y en los coches de hidrógeno, el hidrógeno se procesa para generar electricidad bajo demanda.

El gas hidrógeno (H2) a presión se almacena en depósitos específicos. Este elemento es entregado a una celda de combustible donde se le agrega oxígeno del aire ambiente para generar electricidad y se obtiene agua (H2O) como producto residual. Porque sí, los coches de hidrógeno tienen tubos de escape, pero no contaminan, solo emiten vapor de agua.

La electricidad generada por la celda de combustible va a la batería y, al igual que en un automóvil eléctrico, la batería es responsable de distribuir energía al motor eléctrico del automóvil. La energía bajo demanda también se puede entregar directamente desde la celda de combustible al motor eléctrico.

El exceso de electricidad acumulado en la batería, además de la recuperación de energía a través del frenado regenerativo, se almacena en la batería, lo que permite que el mecanismo de la pila de combustible funcione incluso sin consumir hidrógeno.

Ventaja y duración

Cuando se trata de durabilidad, piensa en un automóvil impulsado por hidrógeno como un automóvil tradicional de gasolina o diésel. Como resultado, las pilas de hidrógeno en los coches están diseñadas para durar la vida de un vehículo convencional, con la misma calidad, durabilidad y confiabilidad que cualquier otro vehículo.

La principal ventaja de las pilas de hidrógeno es que producen energía eléctrica sin emitir contaminantes perjudiciales para el medio ambiente. El único subproducto significativo es agua, lo que hace que los vehículos de pila de hidrógeno sean considerados «cero emisiones». Además, ofrecen una mayor autonomía en comparación con las baterías tradicionales de los vehículos eléctricos, ya que el proceso de recarga es más rápido y comparable a llenar un depósito de gasolina.

Otras ventajas de usar una pila de hidrógeno en los coches son:

• Cero emisiones locales: La única emisión que se produce es vapor de agua, lo que contribuye significativamente a reducir la contaminación del aire y la calidad del aire en entornos urbanos.
• Autonomía extendida: los vehículos de pila de hidrógeno pueden tener recorridos más largos antes de requerir una recarga, lo que los hace más adecuados para viajes de larga distancia.
• Recarga rápida: rellenar un depósito de hidrógeno puede tomar solo unos minutos, similar al tiempo que toma llenar un tanque de gasolina.
• Flexibilidad de uso: Las pilas de hidrógeno pueden utilizarse en una variedad de aplicaciones, no solo en vehículos, sino también en sistemas de energía estacionaria, como generadores y sistemas de respaldo de energía.
• Eficiencia energética: Las pilas de hidrógeno pueden ser más eficientes en términos de conversión de energía en comparación con los motores de combustión interna convencionales.
• Contribución a la energía renovable: El hidrógeno utilizado en las pilas de hidrógeno puede producirse a partir de fuentes renovables, como la energía solar y eólica, mediante un proceso llamado electrólisis.

Problemática de la pila de hidrógeno en los coches

Si bien es cierto que el hidrógeno es uno de los elementos químicos más icónicos de la tabla periódica debido a la frecuencia con la que ocurre, obtenerlo es todo menos simple.

El hidrógeno es un gas completamente inofensivo a temperatura y presión ambiente, pero el hidrógeno en sí mismo no existe solo como elemento coleccionable. No hay hidrógeno en el suelo, ni crece de los árboles. Su presencia está relacionada con otros elementos que necesitamos para separarla: por ejemplo, el agua, H2O, está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Para separar el hidrógeno (H2), el agua debe dividirse en electricidad mediante un proceso de gasificación llamado electrólisis. Se requiere una gran cantidad de energía para obtener oxígeno (O) por un lado e hidrógeno puro (H2) para almacenarlo por otro lado.

El hidrógeno también se puede obtener mediante reformado de hidrocarburos, gasificación de hidrocarburos o biomasa, bioproducción de bacterias o algas a pequeña escala y ciclos termoquímicos a gran escala (usando energía nuclear o solar).

Otro de los temas más complejos asociados al hidrógeno es su almacenamiento. Es un gas extremadamente volátil con una densidad de solo 0,0899 kg/m3, por lo que mantener este gas bajo presión significa agregar elementos muy pesados ​​para mantenerlo en el tanque. Con la tecnología actual es prácticamente imposible garantizar pérdidas, principalmente por válvulas de llenado/vaciado.

Además, está el tema del repostaje: no es fácil. En España, donde actualmente tenemos una red inestable, solo hay siete plantas de hidrógeno: dos en Huesca, una en Zaragoza, una en Madrid, una en Albacete, una en Puertollano, una en Sevilla. En 2017 se pronosticó que podría haber 20 plantas de hidrógeno para 2020, pero la realidad es bien diferente.

Espero que con esta información puedan conocer más sobre las pilas de hidrógeno en los coches y sus características.