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¿Cómo funciona coche pila de hidrogeno?

marzo 18, 2022
¿Cómo funciona coche pila de hidrogeno?

Coches de hidrógeno 2020

Teniendo en cuenta el perfil de nuestros clientes, hemos diseñado una solución de arquitectura de potencia media que ofrece una autonomía de más de 400 kilómetros (pendiente de certificación) y un repostaje en sólo 3 minutos. El hidrógeno proporciona la energía necesaria para una mayor autonomía, mientras que una batería de capacidad media proporciona la energía necesaria para el rendimiento dinámico, además de la recuperación de energía y la capacidad de conexión.

Para preservar la capacidad de carga útil, todos los componentes del sistema de propulsión por pila de combustible son externos al espacio de carga. El sistema también puede integrarse con nuestra actual plataforma de vehículos industriales ligeros con batería, lo que supone una variación mínima y un máximo de sinergias entre las versiones de batería eléctrica y de hidrógeno.

Al combinar hidrógeno y aire en presencia de un catalizador, una pila de combustible genera electricidad para impulsar un motor eléctrico, con vapor de agua como único subproducto. Por tanto, en comparación con una batería, una pila de combustible es un convertidor de energía más que un dispositivo de almacenamiento.

Como una pila de combustible de potencia media es también de tamaño medio, todo el sistema puede integrarse con nuestros modelos de producción de vehículos comerciales eléctricos con batería. Hemos sustituido la batería de tracción por tres tanques de almacenamiento que proporcionan hidrógeno al sistema de pila de combustible.

Motor de hidrógeno

Si se enciende el hidrógeno, éste reacciona con el oxígeno del aire. Libera su energía mediante una explosión. Pero en lugar de una explosión incontrolada, podemos aprovechar esta energía de forma segura en una pila de combustible de hidrógeno. La pila de combustible es la que impulsa los coches de hidrógeno.

La pila de combustible es un dispositivo que toma la energía química, en forma de hidrógeno, y la convierte en electricidad que puede alimentar un motor eléctrico, al igual que una batería. Así, un coche de hidrógeno funciona con un motor eléctrico.

¿Cómo funciona? En primer lugar, el hidrógeno almacenado en un depósito (de paredes gruesas y sometido a pruebas de choque, que suele estar bajo el asiento trasero) se mezcla con aire y se bombea a la pila de combustible. Dentro de la pila, una reacción química extrae los electrones del hidrógeno.

Los protones del hidrógeno sobrante se desplazan por la célula y se combinan con el oxígeno del aire para producir agua. Mientras tanto, los electrones crean electricidad, que carga una pequeña batería de almacenamiento que se utiliza para alimentar un tren motriz eléctrico (igual que en un vehículo eléctrico). Por eso los vehículos se denominan vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV), en comparación con los vehículos eléctricos de batería (BEV) que ya se ven cada vez más en nuestras carreteras.

Cómo funcionan los coches de hidrógeno

Los coches eléctricos e híbridos a batería son los abanderados de los vehículos ecológicos destinados a sustituir al motor de combustión interna. Pero hay una tercera opción que a menudo se pasa por alto: los coches de hidrógeno.

  ¿Cómo funciona un motor a combustión con hidrógeno?

El hidrógeno se ha utilizado como combustible para vehículos durante décadas; allá por 1807, François Isaac de Rivaz diseñó el primer motor de combustión interna alimentado con hidrógeno, y siglo y medio después, el científico Roger Billings convirtió el motor de un Ford Modelo A para que funcionara con hidrógeno. Si avanzamos un poco, el hidrógeno se utiliza para enviar cohetes de la NASA al espacio.

El gas hidrógeno se almacena en un depósito que alimenta las pilas de combustible, cada una de ellas compuesta por terminales negativos y positivos (ánodos y cátodos) separados por un electrolito.  El oxígeno se toma del aire y se bombea hacia el cátodo, mientras que el hidrógeno fluye hacia el terminal anódico de platino que actúa como catalizador, separando los iones positivos de hidrógeno del gas.

Estos iones fluyen a través del electrolito hasta el cátodo para crear una carga positiva. Como los electrones separados no pueden fluir a través del electrolito, fluyen por un circuito externo, generando una carga que se utiliza para alimentar un motor eléctrico.

Por qué los coches de hidrógeno son una mala idea

Al igual que los vehículos totalmente eléctricos, los vehículos eléctricos de pila de combustible (VEF) utilizan electricidad para alimentar un motor eléctrico. A diferencia de otros vehículos eléctricos, los VEF producen electricidad utilizando una pila de combustible alimentada por hidrógeno en lugar de extraer la electricidad de una sola batería.

Durante el proceso de diseño del vehículo, el fabricante define la potencia del mismo mediante el tamaño del motor o motores eléctricos que reciben la energía eléctrica de la pila de combustible y la combinación de baterías del tamaño adecuado. Aunque los fabricantes de automóviles podrían diseñar un ESCR con capacidad de conexión para cargar la batería, la mayoría de los ESCR actuales utilizan la batería para recuperar la energía de frenado, proporcionando energía extra durante los eventos de aceleración cortos, y para suavizar la energía suministrada por la pila de combustible con la opción de ralentizar o apagar la pila de combustible durante las necesidades de baja potencia.

  ¿Qué tan bueno es instalar hidrógeno a un carro?

La cantidad de energía almacenada a bordo viene determinada por el tamaño del depósito de hidrógeno. Esto difiere de un vehículo totalmente eléctrico, en el que la cantidad de energía disponible está estrechamente relacionada con el tamaño de la batería.

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