Pila de combustible. Se coge un dispositivo especial, se deja en contacto con el aire, se expone al sol… y empieza a producir carburante sin ningún coste. Te contamos los últimos avances para lograr coches menos contaminantes.
Ya lo habrás adivinado: el combustible que se logra es hidrógeno, algo de lo que Toyota sabe bastante gracias a sus modelos propulsados mediante este elemento. La automovilística nipona colabora con el instituto holandés de investigación energética fundamental DIFFER para crear un dispositivo que absorba el vapor de agua y lo separe directamente en hidrógeno y oxígeno, empleando energía solar.
La investigación tiene dos objetivos distintos:
- Impulsar nuevos carburantes sostenibles para disminuir la dependencia de los combustibles fósiles.
- Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Uno de estos carburantes limpios es el hidrógeno: al combinarse con el oxígeno en una pila de combustible, la energía se libera en forma de electricidad, emitiendo vapor de agua como único residuo.
Los investigadores de ambas instituciones han estado trabajando en un método para separar el agua en estado gaseoso, no líquido, pues tiene más ventajas. «Los líquidos presentan varios problemas técnicos, como la formación no deseada de burbujas. Además, evitamos instalaciones costosas para purificar el agua. Sólo utilizamos la que hay presente en el aire que nos rodea, así que esta tecnología puede aplicarse en lugares remotos, donde no hay agua disponible«, explica Mihalis Tsampas, de DIFFER.
Los investigadores han desarrollado una célula fotoelectroquímica de estado sólido que por primera vez puede obtener agua del aire y, después, generar hidrógeno a partir de la iluminación con luz solar. Ahora, el proyecto pasa por utilizar materiales que incrementen la entrada de agua y la cantidad de luz solar captada, así como aumentar el tamaño de estas células.
Toyota, por su parte, asegura que «además de desarrollar la primera berlina del mundo que funciona con hidrógeno fabricada en serie, nuestra marca contribuye activamente a buscar formas de producir este elemento sin recurrir a combustibles fósiles«. Son palabras de Isotta Cerri, directora general de Investigación avanzada de materiales.
¿Cuándo veremos los coches con pila de combustible? El sector del automóvil está viviendo una absoluta revolución. Cada vez son más las casas que apuestan por el lanzamiento de modelos ecológicos. La proliferación de híbridos y coches eléctricos es algo que ha quedado más que patente en el último Madrid Auto 2018. Pero las innovaciones en el sector de la producción automovilística van más allá de los propulsores híbridos y eléctricos y hay quien ve una gran oportunidad en un nuevo ámbito: el hidrógeno.
Aunque parezca increíble los coches que funcionan a base de hidrógeno o pila de combustible ya son una realidad. Pese a que no estemos acostumbrados a verlos circular por las carreteras, pasados unos años llegarán a formar parte de nuestra vida cotidiana. ¿Por qué? precisamente porque los fabricantes cada vez apuestan más por estos modelos. Algunas marcas muy conocidas ya han empezado a trabajar en esta línea diseñando modelos de automóviles que funciones con pila de combustible.
Toyota, un ejemplo en modelos con pila de combustible
Ejemplo de ello lo constituye Toyota. La casa nipona no sólo se ha conformado con erigirse como una de las principales marcas en el sector eléctrico sino que también se ha lanzado de lleno en el campo del hidrógeno. Para ello ha creado dos vehículos que funcionan con esta pila de combustible. Por un lado nos encontramos el Toyota Sora, un autobús urbano. Por otro el Toyota Mirai, un auténtico sedán de 4 plazas.
Sin embargo aunque parece que los modelos con pila de combustible son dos modelos que poco a poco se irán instalando en el mercado aún es pronto para verlos asentados en las carreteras. Lo cierto es que en la actualidad se encuentran dificultades para que estos coches puedan repostar. Además de ello el precio de mercado suele ser bastante elevado y por el momento tampoco se encuentra demasiada variedad.
Las intenciones de la marca japonesa si que pasan por incrementar la oferta de estos modelos y por bajar los precios. De hecho, según han manifestado, la previsión pasaría por multiplicar por diez la producción de este tipo de vehículos en un par de años. Para conseguirlo ya han empezado a adaptar las infraestructuras. Por este motivo la planta de producción de Honsha ya cuenta con un nuevo edificio destinado a la producción de estos modelos de vehículos propulsados con pila de combustible.
Unos coches que reventarán el mercado
Desde Toyota se muestran muy esperanzados en el éxito de este tipo de modelos. Tal y cómo han afirmado en un comunicado de prensa sus estimaciones pasarían por el incremento de las ventas a partir del 2020 hasta las 30.000 unidades. De esta forma se multiplicarían por diez las ventas actuales.
Hablamos de coches que se mueven a través de pila de combustible o hidrógeno pero ¿cuál es el mecanismo? ¿cómo funcionan exactamente este tipo de propulsores? La pila de combustible lo que hace básicamente es generar electricidad a partir de hidrógeno y de oxígeno. ¿Qué se consigue con todo ello? Pues básicamente se consigue la movilidad del vehículo sin emisiones.
Estas pilas de combustible están formadas por cerca de 300 células individuales. Dentro de ellas se encuentra un núcleo en el que se diferencia una membrana de polímero. La membrana de las pilas de combustible cuentan con un catalizador que ha sido fabricado, en la mayor parte de los casos, con platino a cada lado.
¿Cómo funciona la pila de combustible?
El funcionamiento de la pila de combustible es un poco complejo pero vamos a tratar de simplificarlo. En el ánodo de la pila, es decir en el lado positivo, se suministra el hidrógeno. Dentro de él se separan los protones de los electrones. Mientras que los protones inician su marcha hacia el cátodo, polo negativo. Una vez allí reaccionan con el oxígeno que está presente en el aire.
Por su parte el trabajo fuera de la pila de combustible también continúa. Allí son los electrones los que suministran la energía eléctrica. Cada célula tendrá un voltaje individual. Esto dependerá del punto de carga.
La composición y funcionamiento de la pila de combustible se complica más con la presencia de los turbocompresores. Son estos los elementos que terminan por forzar la entrada de aire en cada una de las células. Otra de las funciones de los turbocompresores es la de reutilizar el hidrógeno que no se ha usado. Es decir, son ellos los que devuelven al polo positivo toda aquella parte del hidrógeno que no ha sido empleada.
Una cuestión importante dentro de estos sistemas de propulsión es su sistema de refrigeración. A diferencia de lo que ocurre en los coches equipados con motores de combustión convencionales, los modelos que incluyen la pila de combustible tienen unas exigencias de refrigeración superiores. Para garantizar este nivel óptimo de refrigeración los vehículos que cuentan con la pila de combustible incluyen un circuito específico que las hace estar a la temperatura adecuada.
¿Dónde llevan el hidrógeno estos coches?
Los coches equipados con este sistema vienen equipados con un sistema de tanques aislados. Dichos tanques suelen tener una capacidad de 5 o 6 kilos de hidrógeno. Para hacer la comparativa con lo que supondría el almacenamiento de gasolina o diésel la estimación está en un kilo de hidrógeno por cada 4 de gasolina /diésel aproximadamente.
Todo este sistema complejo se traduce en unos datos más que interesantes: cero emisiones al entorno. Lo único que se emite al medio ambiente es el vapor de agua resultante de este proceso de combustión que saldrá al exterior a través de un tubo de escape.
Debo reconocer que cuando comencé a leer más sobre las pilas de combustible me asaltaron muchas dudas. Tal vez por falta de conocimiento sobre los recursos que tenemos disponible. Una de las preguntas al respeto era de dónde se va a sacar el hidrógeno para hacer que estos coches se muevan.
Pues bien, parece que el hidrógeno puede obtenerse de bastantes recursos naturales o de productos creados bajo el sello humano. Así por ejemplo desconocía que el hidrógeno podría ser creado con el agua mediante el uso de energías renovables.
Aunque todo esto parezca la descripción de un futuro muy lejano, no es así. La apuesta que hacen las marcas por estos sistemas de propulsión comienza a ser considerable. Si antes hablábamos del caso de Toyoto hay otra de las grandes que tampoco está dispuesta a quedarse atrás. Se trata de Audi que, hace ya unos años presentó su demostrador tecnológico de la pila de combustible. Este sistema se aplicó sobre la berlina A7 Sportback h-tron.
Según las previsiones de Toyota en un par de años podremos disfrutar de la proliferación de estos vehículos. El mundo del motor está en plena revolución y nosotros estamos encantados de poder ser testigos de ello.
Deja un comentario