Cómo funciona una pila de combustible
Al igual que los vehículos totalmente eléctricos, los vehículos eléctricos de pila de combustible (VEF) utilizan la 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.
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.
¿Cómo funciona un coche de combustible de hidrógeno?
¿Cómo funciona realmente un vehículo impulsado por hidrógeno? La pila de combustible es un dispositivo que toma energía química, en forma de hidrógeno, y la convierte en electricidad que puede alimentar un motor eléctrico, al igual que una batería. … Los protones de hidrógeno sobrantes se desplazan por la pila y se combinan con el oxígeno del aire para producir agua.
¿Cuál es el inconveniente de utilizar el hidrógeno como combustible para los coches?
La energía del hidrógeno es, de hecho, 3 veces más potente que la gasolina y otras fuentes de combustible de origen fósil. … El inconveniente del uso del hidrógeno en los coches es que es prácticamente difícil de almacenar en tanques criogénicos o de alta presión.
¿Cuánto cuesta un galón de hidrógeno?
El combustible de hidrógeno es mucho más eficiente que la gasolina, pero también es cuatro veces más caro, lo que equivale a unos 16 dólares por galón.
Pros y contras de 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.
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.
¿Hay que rellenar una pila de combustible de hidrógeno?
Los vehículos impulsados por hidrógeno no necesitan cargarse como un coche de batería eléctrica. Se repostan con gas hidrógeno, bombeado de la misma forma segura y cómoda que un coche convencional de gasolina o diésel. El repostaje también lleva el mismo tiempo, entre 3 y 5 minutos para un depósito lleno.
¿Cuántos MPG obtiene un coche de hidrógeno?
Repostaje y autonomía de conducción
Algunos FCVs pueden recorrer más de 300 millas con un tanque de combustible de hidrógeno – más que la distancia de St. Louis a Chicago – y la economía de combustible cerca de 70 MPGe (millas por galón de gasolina equivalente).
¿Es el combustible de hidrógeno más barato que la gasolina?
Consideraciones. Aunque el hidrógeno es un combustible más barato que la gasolina sobre el papel, la realidad es que, a partir de 2010, es mucho más caro. Los pocos modelos de coches alimentados con hidrógeno que se comercializan suelen costar más de 100.000 dólares. Los investigadores siguen perfeccionando la tecnología para producir y transportar el combustible de hidrógeno.
Coches de pila de combustible de hidrógeno
Un vehículo de hidrógeno es un tipo de vehículo de combustible alternativo que utiliza combustible de hidrógeno como fuerza motriz. Los vehículos de hidrógeno incluyen cohetes espaciales alimentados con hidrógeno, así como automóviles y otros vehículos de transporte. La potencia se genera convirtiendo la energía química del hidrógeno en energía mecánica, ya sea mediante la reacción del hidrógeno con el oxígeno en una pila de combustible para alimentar motores eléctricos o, menos comúnmente, quemando hidrógeno en un motor de combustión interna[2].
A partir de 2021 [actualización], hay dos modelos de coches de hidrógeno disponibles públicamente en mercados selectos: el Toyota Mirai (2014-), que es el primer vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV) producido en masa en el mundo, y el Hyundai Nexo (2018-). El Honda Clarity se produjo de 2016 a 2021[3] La mayoría de las empresas que habían estado probando coches de hidrógeno han cambiado a coches eléctricos de batería; Volkswagen ha expresado que la tecnología no tiene futuro en el espacio de la automoción, principalmente porque un vehículo eléctrico de pila de combustible consume aproximadamente tres veces más energía que un coche eléctrico de batería por cada kilómetro recorrido. En diciembre de 2020 [actualización], había 31.225 FCEV de pasajeros alimentados con hidrógeno en las carreteras del mundo[4].
¿Puede explotar un coche de hidrógeno?
Según la OSHA, «el hidrógeno utilizado en las pilas de combustible es un gas muy inflamable y puede provocar incendios y explosiones si no se manipula adecuadamente. … Hay equipos diseñados para combatir este tipo de incendios. Pero la buena noticia es que lo más probable es que quien conduzca un vehículo impulsado por pilas de combustible no tenga que enfrentarse a él.
¿Es renovable el combustible de hidrógeno?
Si la electricidad procede de fuentes renovables, el combustible de hidrógeno se considera renovable o «verde» porque se produce sin emisiones de CO2.
¿Puedo comprar una pila de combustible de hidrógeno?
Varios fabricantes de vehículos han empezado a fabricar vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno para vehículos ligeros en mercados seleccionados, como el sur y el norte de California, donde hay acceso a estaciones de servicio de hidrógeno. … Consulte FuelEconomy.gov y la búsqueda avanzada de vehículos y combustibles alternativos para encontrar vehículos disponibles.
Hidrógeno frente a pila
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.