¿Cómo funciona un vehículo de hidrógeno?

En los últimos años estamos asistiendo a un importante despegue de tecnologías de movilidad sostenible en el sector del automóvil. Con el coche eléctrico en el centro de todas las miradas, los fabricantes de vehículos se afanan para desarrollar nuevas alternativas de futuro viables. Una de las que están en la agenda de muchos de estos fabricantes de automóviles es el vehículo de hidrógeno.

Siendo una tecnología aún joven, el vehículo de hidrógeno se presenta como una solución de movilidad sostenible de cara al futuro. Ofrece multitud de ventajas adquiridas directamente del coche eléctrico al mismo tiempo que solventa muchos de los inconvenientes de este tipo de vehículos (como los extensos tiempos de recarga o la autonomía limitada).

Pero, ¿qué es el hidrógeno? ¿Cómo funciona un vehículo de hidrógeno? ¿Cuáles son sus principales ventajas? Sigue leyendo para descubrir las respuestas a todos estos interrogantes.

El hidrógeno es el elemento más pequeño y ligero, consistente en un único protón (una pequeña partícula con carga positiva) y un único electrón (una pequeña partícula con carga negativa). Como gas, el hidrógeno es inodoro e incoloro. Además, no es corrosivo ni oxidante; tampoco es radioactivo, tóxico ni cancerígeno.

A fin de producir el hidrógeno, se emplea electricidad para fisionar agua en hidrógeno (H2) y oxígeno (O). Dado que se trata de un proceso reversible, el hidrógeno puede convertirse en electricidad mediante la adición de oxígeno, liberando agua como producto derivado. Por todo ello, el hidrógeno constituye una alternativa de movilidad sostenible de cero emisiones óptima, ya que no se libera CO2.

Cuando hablamos de vehículo de hidrógeno hacemos referencia al coche eléctrico de pila de combustible, ya que también existen vehículos con motor de combustión interna alimentados por hidrógeno, una tecnología claramente en desuso. Estos vehículos son conocidos por las siglas FCEV (‘fuel cell electric vehicle’), acrónimo en inglés de ‘vehículo eléctrico de pila de combustible’.

Los vehículos eléctricos de pila de combustible que empezamos a ver en la industria de la automoción utilizan básicamente cuatro componentes para su funcionamiento. El esquema es muy similar al de un coche eléctrico enchufable (aunque añadiendo los elementos que permiten el uso de este combustible). Así, encontramos un motor eléctrico y una batería, aunque también tenemos que añadir uno o varios tanques de hidrógeno y la trascendental pila de combustible.

El funcionamiento de un vehículo de hidrógeno es similar al de un coche eléctrico. Emplea electricidad almacenada en una batería para alimentar un motor eléctrico que impulsa las ruedas del coche. La principal diferencia con un automóvil eléctrico enchufable es la forma en la que un coche de hidrógeno obtiene esa electricidad, emplear el hidrógeno como combustible y su autonomía.

Por un lado, la pila de combustible de un vehículo de hidrógeno, también conocida como celda o célula, es un dispositivo electroquímico de un diseño extremadamente complejo, aunque su funcionamiento es muy sencillo. Esta unidad se encarga de recibir un flujo continuo de hidrógeno y oxígeno y, mediante una serie de reacciones químicas, lo convierte en energía eléctrica para alimentar el circuito externo que se encargará de mover el vehículo.

Esta pila se alimenta del hidrógeno almacenado en unos tanques. Los cuales, tienen forma cilíndrica, están fabricados en polímero reforzado con fibra de carbono y pueden albergar hidrógeno a una presión de hasta 700 bares. La recarga de estos tanques solo lleva unos minutos, similar a llenar un depósito de un coche diésel o gasolina.

Mientras tanto, la electricidad resultante que se genera en la pila puede transmitirse directamente al motor o puede almacenarse en una batería para su posterior utilización. Gracias a este componente, los vehículos de hidrógeno con pila de combustible no necesitan recargar las baterías previamente conectándose a un enchufe.

Esta energía eléctrica se emplea para alimentar, bien desde la batería o desde la propia pila, un motor eléctrico que impulsa las ruedas del vehículo de hidrógeno. El propulsor cuenta con una unidad electrónica de potencia y una transmisión automática de una relación. Además, para el funcionamiento de todos estos elementos se requiere de un sistema eléctrico de alta tensión.

Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno ofrecen una serie de ventajas de las que se benefician sus conductores. Estas son las más destacadas:

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  Los vehículos de hidrógeno no emiten ningún tipo de partícula contaminante. Por el escape tan solo se expulsa agua.
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  Los vehículos de pila de combustible tienen una autonomía mayor y un menor tiempo de repostaje que los eléctricos actuales.
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  Las** temperaturas** externas no afectan a la autonomía, mientras que en los enchufables el kilometraje puede descender de manera drástica si se enfrentan a temperaturas extremas.
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  El conductor no tiene que cambiar sus hábitos, ya que por autonomía y tiempo de repostaje estos vehículos se asemejan en muchos aspectos a los modelos tradicionales de combustión interna, ya sean de gasolina o diésel.
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  Como en el caso de los coches eléctricos, los vehículos de hidrógeno ofrecen una variedad de beneficios fiscales en muchos países europeos que pueden suponer un importante ahorro en costes de utilización.

En estos momentos, el vehículo de hidrógeno se presenta como una tecnología joven con poca representación en el mercado de coches. Aun así, muchos son los fabricantes de automóviles que están apostando por estos sistemas de propulsión como alternativa de movilidad sostenible futura a los coches eléctricos.

Según sostiene el Consejo del Hidrógeno, una iniciativa global compuesta por empresas en los sectores de la energía, el transporte o la industria, es probable que para 2050 el hidrógeno se emplee como combustible en más de 400 millones de vehículos de pasajeros de todo el mundo, así como en 20 millones de camiones y 5 millones de autobuses.