Motor de Hidrógeno

INTRODUCCIÓN:

Actualmente, la cuestión medioambiental es un asunto que preocupa a todos. En Europa hay 400 coches por cada mil personas, y se estima que esta cantidad seguirá subiendo al ritmo de nuestra sociedad y el consumo de un millón de litros de gasolina supone la emisión de 2'4 millones de quilos de dióxido de carbono a la atmósfera. Son datos que explican la importancia de hallar un carburante que perjudique menos el entorno y la salud de nosotros mismos. Esta gran cantidad de contaminación me llamó la atención y me hizo reflexionar cuando aparecieron los motores que funcionan con hidrógeno. Es por ese motivo que he decidido hacer mi trabajo sobre estos motores.

Existen normativas medioambientales cada vez más estrictas con todo este lento asunto, pero el agotamiento de las reservas de petróleo parece impulsar a la industria a optar por energías alternativas antes que a las combustibles fósiles convencionales. Al hidrógeno le espera convertirse en una de estas opciones de futuro para un planeta que tiene un consumo de energía imparable.

FUNCIONAMENTO DE UN MOTOR DE HIDRÓGENO:

La pila de combustible es el elemento fundamental de un vehículo de hidrógeno, pues se trata del elemento de almacenamiento y transporte de la energía limpia de estos motores que no emiten ningún tipo de residuo ni gas contaminante.

Una pila de combustible es un elemento que funciona muy similar a como puede funcionar una batería, con la diferencia de que no se termina ni se recarga ya que (mediante un proceso de combustión fría) convierte la energía química que posee un combustible en energía eléctrica útil, sin la necesidad de pasar por un proceso de combustión.

Estas pilas están formadas por dos electrodos (que permiten el paso de una corriente eléctrica) que se encuentran separados por un electrólito (hecho de un material que puede ser descompuesto cuando actúa sobre él una corriente eléctrica).

- Los electrodos extraen los electrones de hidrógeno para convertirlos en electricidad cuando el hidrógeno (1) fluye hacia el ánodo, donde un catalizador facilita la separación de protones y electrones.

- Los protones traviesan una membrana electrolítica para combinarse con el oxígeno, y los electrones se sitúan al lado del cátodo formando así un circuito externo ánodo-cátodo que alimenta los dispositivos eléctricos.

- La reacción de hidrógeno con oxígeno que da el resultado de agua pura más energía.

Actualmente, las pilas de combustible consiguen una buena eficacia que permite obtener 2kW(2) por litro o por kilo de combustible. Esto se logra conectando una serie de hasta 200 células simples (de 1 voltio cada una) que transforman las variaciones de presión en variaciones de intensidad de corriente que logra esta potencia que se inyecta en el rotor.

La tecnología de la pila ha tenido ciertos avances significativos los últimos años, y algunos fabricantes de automóviles ya han empezado a ensañar esta tecnología en la fabricación de vehículos experimentales o con fuente de energía alternativa. No obstante, estos aun son demasiado pesados, costosos y el gran volumen de la propia pila de combustible.

FORMACIÓN DEL HIDRÓGENO:

Las centrales de hidrógeno pueden llegar a obtener hidrógeno electrificando el agua con energía eléctrica renovable (de los campos eólicos o colectores solares). Es cierto que obtenerlo por electrólisis es menos eficaz, pero una vez comprimido y almacenado en el vehiculo, este hidrógeno superara el 75% de rendimiento, mientras que si se extrae del metano, el rendimiento inicial es más elevado pero, en global y valorando todo el proceso, se situará alrededor del 48-60%.

VENTAJAS DE LOS MOTOTRES DE HIDRÓGENO:

- Los motores de combustión tienen un rendimiento mediano del 30%, mientras que los motores de hidrógeno tienen una mediana del 55%. Este aspecto los hace equiparables a un automóvil convencional.

- El consumo i mantenimiento es inferior a cualquier otro tipo de coche.

- Como ya he dicho, al utilizar una energía limpia, se permite reducir los gases que producen el efecto invernadero y diversificar las fuentes de producción de electricidad.

INCONVENIENTES DE LOS MOTOTRES DE HIDRÓGENO:

- El hidrógeno no se encuentra libre en la naturaleza, se ha de utilizar energía para obtenerlo tal y como he explicado anteriormente. Este proceso sufre la insuficiencia de infraestructuras para el abastecimiento de hidrógeno.

- La pila de combustible instalada en el coche tiene un gran peso.

- Su almacenamiento es en unos depósitos que lleva el coche a muy alta presión y, al ser el hidrógeno muy inflamable y de llama invisible, puede llegar a ser peligroso.

- No esta demostrada la fiabilidad de todos los elementos.

- Elevado coste de producción. Valen aproximadamente un 30% más que un coche de gasolina o diesel de prestaciones parecidas.

PRIMEROS AUTOMÓBILES DE MOTOR DE HIDRÓGENO:

El primero fue fabricado por BMW. Estaba formado por doce cilindros y propulsado con hidrógeno alcanzaba:

- una potencia de 150kW.

- una aceleración de 0 a 100km/h en 9'6 segundos,

- una velocidad máxima de 226km/h

- un depósito de 140 litros con abasto de 350km.

Desde el 2003(3), la flota de autobuses de Barcelona cuenta con tres autobuses con pila de hidrógeno que han recorrido más de 38 000 km en sus trayectos de prueba y con muy buena aceptación por parte de los usuarios. De esta manera, y con la incorporación de más autobuses de este tipo el 2008, nuestra ciudad es pionera en la incorporación de vehículos propulsados por energías limpias (también cuentan con 162 vehículos que funcionan con gas natural y 15 que funcionan con biodiesel).