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¿Cómo funciona el motor de hidrogeno?

marzo 16, 2022
¿Cómo funciona el motor de hidrogeno?

Por qué los coches de hidrógeno son una mala idea

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.

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.

Motor de combustión de hidrógeno Toyota

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.

Motor de hidrógeno Deutz

Su motor de cuatro cilindros y 4,8 litros, alimentado por gas, desarrolla la misma potencia y el mismo par que un equivalente Dieselmax 448, se espera que el hardware no cueste más y que, con un poco de maniobra, pueda adaptarse a una máquina existente.

Aunque todavía está en fase de desarrollo, JCB espera tener el motor listo para la preproducción a finales de 2022, sólo dos años y medio después de que un equipo de 100 ingenieros se pusiera a trabajar en el proyecto.

Es un asunto emocionante, pero el proceso de destete de la maquinaria agrícola del diésel no va a ser sencillo, sobre todo porque las fuerzas dominantes del mercado tiran en direcciones diferentes.

John Deere se está centrando en las cadenas cinemáticas eléctricas, New Holland ha apostado por la combustión con biometano y un puñado de empresas más pequeñas están experimentando con las pilas de combustible de hidrógeno, dejando a JCB como un llanero solitario.

«Pero lo más importante es que estos nuevos motores no son inflacionarios. Podemos utilizar los componentes y las instalaciones de producción existentes, así que no hay razón para que los motores de hidrógeno cuesten más que los que tenemos ahora».

Convertir un motor diesel en hidrógeno

Un vehículo con motor de combustión interna de hidrógeno (HICEV) es un tipo de vehículo de hidrógeno que utiliza un motor de combustión interna[1] Los vehículos con motor de combustión interna de hidrógeno son diferentes de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno (que utilizan el uso electroquímico del hidrógeno en lugar de la combustión). En cambio, el motor de combustión interna de hidrógeno es simplemente una versión modificada del motor de combustión interna tradicional de gasolina[2][3] La ausencia de carbono significa que no se produce CO2, lo que elimina la principal emisión de gases de efecto invernadero de un motor de petróleo convencional.

El hidrógeno no contiene carbono. Esto significa que no hay contaminación basada en el carbono en los gases de escape, como el monóxido de carbono (CO), el dióxido de carbono (CO2) y los hidrocarburos (HC). Sin embargo, la combustión del hidrógeno con el aire produce óxidos de nitrógeno, conocidos como NOx, en contra de la normativa sobre emisiones[4][se necesita una fuente mejor] De esta forma, el proceso de combustión es muy parecido al de otros combustibles de alta temperatura, como el queroseno, la gasolina, el gasóleo o el gas natural. Por ello, los motores de combustión de hidrógeno no se consideran de cero emisiones.

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