EL HIDRÓGENO... ¿SERÁ EL COMBUSTIBLE DEL FUTURO?

 

Colaboración de Jacinto Cobo Moreno

Vehículos de hidrógeno: Generalidades
Hace más de medio siglo que los trenes se mueven gracias a los bogies, es decir con ruedas unidas por un eje que incorpora el motor en el eje. También hace años que estos funcionan con electricidad demostrando su fiabilidad, capacidad de aceleración, bajo coste en mantenimiento y alta eficiencia.
Por todo ello resulta curioso que la industria del automóvil se haya obstinado en la vetusta mecánica de la transmisión y las complejidades de la carburación de los combustibles fósiles. Sin embargo, parece que por primera vez el automóvil se plantea dar un paso de gigante merced a las aportaciones tecnológicas de convertir el hidrógeno en electricidad con un mayor nivel de eficiencia que los derivados del petróleo.
Las claves de la movilidad con hidrógeno
El reto para convertir el hidrógeno en combustible está en su almacenaje. Ahora mismo se perfilan dos opciones: el hidrógeno líquido a –253 ºC, el presurizado a 700 bares. El primer sistema confiere mayor autonomía (hasta 400 km) sin embargo, debe evacuarse hidrógeno para evitar que el calor ambiental provoque sobrepresiones. En contra del presurizado tan sólo pesa la menor autonomía (unos 270 km) pero con mayor seguridad. Además el presurizado tiene a su favor que es más fácil de conservar en las hidrogeneras o estaciones de servicio para recargar los depósitos de combustible.
La pila de combustible
El alma del vehículo de hidrógeno es la pila de combustible que extrae los electrones del hidrógeno para convertirlos en electricidad. Actualmente, las pilas de combustible han conseguido un buen nivel de eficiencia y compacidad que permiten 2 kW por litro y por kilo con presiones variables de 1,5 y 2,7 bares. Eso se consigue conectando en serie hasta unas 200 células simples. Un motor de 60 kW (82 CV) permite alcanzar las velocidades modernas. La velocidad en el automóvil de hidrógeno es el resultado no de las revoluciones de un pistón sino de la potencia en kilowatios que rinde la electricidad inyectada en el rotor.
Hidrogeneras

Las hidrogeneras pueden obtener el hidrógeno por electrolización del agua con la energía eléctrica renovable excedentaria, como la producida por los parques eólicos o los paneles solares instalados como cubierta de un parking público. La fabricación de hidrógeno por electrólisis es la menos eficiente (rendimientos del 15 % al 25 %), pero una vez comprimido y almacenado a bordo del vehículo este hidrógeno supera el 75 %. En cambio cuando el hidrógeno se extrae del metano, el rendimiento de este proceso es mayor (hasta un 75 %), pero el rendimiento global valorando todo el proceso se sitúa en torno el 48 % y el 60 %. Por todo ello los motores de hidrógeno dan un rendimiento del 55 % frente al 30 % que alcanzan los motores de combustión interna. A mediados del 2003, sólo existe la tecnología para fabricar hidrógeno  para pequeñas instalaciones y resulta exageradamente caro. Por ejemplo, una instalación de unos 10 kW puede costar unos 200.000 euros, en cambio una de 250 kW el coste es de 750.000 euros.

Vehículos con hidrógeno

 

El hidrógeno puede generarse a partir del agua por hidrólisis de la misma o por extracción de combustibles fósiles como el gas natural, el metanol, u otros. La tecnología de impulsar un automóvil con un generador eléctrico trifásico y asíncrono que lleva integrado un cambio de tipo planetario está resuelta.

 

Marcas como BMW, DaimlerChrysler, Ford, General Motors, Honda, Mazda, Opel, Peugeot y Toyota entre otras disponen ya de sus prototipos. BMW con el 745h, Daimler-Chrysler, con su modelo NECAR, Honda con el FCX V3, Opel con el Zafira-HidroGen3 y Toyota con el FCHV-4 están en la parrilla de salida para la automoción con hidrógeno. Además existen ya autobuses propulsados por hidrógeno en funcionamiento. Están en disposición de comercializarlos en breve. Mientras, quedan algunos problemas por resolver tales como el peso todavía elevado (entre 1.600 y 1.900 kg) y el coste que es 10 veces superior a un vehículo convencional con producciones de 100.000 unidades anuales. Por su parte GM en menos de 9 meses ha construido su prototipo de hidrógeno, el GM HY-WIRE (conducción por cable) montado sobre una plataforma de tipo monopatín con un motor eléctrico en cada una de las cuatro ruedas accionado por una pila de combustible, sin conexiones mecánicas y que supone una revolución en el sector de la automoción. Debemos destacar también el record de velocidad alcanzado por el BMW H2R o la prueba de resistencia del Hysun.

Esquema de producción de hidrógeno por electrolisis.