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El motor de hidrógeno

En una entrada anterior os hemos explicado todo lo relativo con respecto a la energía del hidrógeno y en esta ocasión, queremos hablaros del motor de hidrógeno y que se ha convertido en una de las alternativas más comentadas para los nuevos vehículos no contaminantes, por lo que muchos son los interesados en saber algo más sobre este tipo de motor, y como funciona en los coches que lo tienen. En Erenovable os damos todos los detalles del motor de hidrógeno.

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Índice del artículo:

  1. El motor de hidrógeno
  2. Funcionalidad del motor de hidrógeno
  3. Tipos de motor de hidrógeno
  4. Los obstáculos del motor de hidrógeno
  5. ¿Cómo se obtiene el hidrógeno?
  6. Video que explica el funcionamiento del motor de hidrógeno

El motor de hidrógeno

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  • El hidrógeno posee más potencia en relación energía/ peso que cualquier otro combustible, y además produce poca o ninguna contaminación, ya que sólo libera vapor de agua en su combustión.
  • Debido a esto, muchas personas consideran esta solución tecnológica eficiente para los motoristas y conductores que se ven agobiados por la crisis. El perfeccionamiento de esta técnica supondrá el ahorro de millones de toneladas de combustible fósil, pero esto no es cuestión de suerte como el poquer, sino que requerirá muchísima inversión para conseguir la precisión y estabilidad necesaria.
  • Casi todos los grandes fabricantes están trabajando en nuevos modelos que incluyen motor de hidrógeno (Honda FCX, BMW 745H, Nissan X-Trail FCV, Toyota HighLander FCHV, Opel Zafira Hydrogen 3 o Mercedes Clase B Fuel Cell).
  • La mayoría de ellos siguen un esquema similar. El motor eléctrico situado debajo del capó, recibe la alimentación desde las células de combustible, que generan electricidad al mezclar el hidrógeno que contiene el depósito de combustible y el oxígeno del aire. El único residuo que genera esta reacción es vapor de agua.
  • Una celda o célula de combustible es un generador que se basa en procesos químicos para producir energía al combinar el hidrógeno y el oxígeno. La célula de combustible produce corriente eléctrica como una batería, pero al contrario que ésta, nunca se descarga mientras se disponga de combustible en el depósito de hidrógeno.Una cñelula de combustible es silenciosa, limpia y eficiente, por lo que nos olvidaremos para siempre de los ruidos del motor.

Funcionalidad del motor de hidrógeno

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  • El diseño del motor de hidrógeno podemos decir que e básicamente el mismo que el de un motor a gasolina, es decir, un motor que tiene  sus pistones, válvulas y demás sistemas pero que se impulsa gracias al hidrógeno.
  • Esta clase de motores permiten aprovechar las especiales características que presenta el hidrógeno como combustible, y que son la alta velocidad de llama en flujo laminar., un elevado número de octanos efectivo, que no aporta ninguna toxicidad y no llega a formar ozono.
  • Por esto, con un adecuado diseño podemos conseguir un motor con un rendimiento energético mayor que el equivalente en gasolina y totalmente ecológico.
  • El alto número de octanos permite elevar la relación de compresión que redundará en un aumento del rendimiento energético, mientras que la alta velocidad de llama en flujo laminar contribuye a la reducción de las emisiones de NOx, pues es posible emplear dosados muy bajos, tan bajos que han llegado al 0,2. Gracias a esta posibilidad se puede aumentar también el rendimiento. Con todo esto se han conseguido aumentos del rendimiento del 25-30% con respecto a los motores equivalentes en gasolina

Tipos de motor de hidrógeno

Tipos motor hidrogeno
A pesar de ser el primer elemento de la tabla periódica, la obtención del hidrógeno y su posterior depósito en estado líquido deriva de una gran complejidad tecnológica. A esto debemos sumar la falta de estructura para el repostaje convencional del mismo, que si bien es similar a las estaciones de servicio habituales, su extensión en el mapa de carreteras es muy limitada. Las hidro-gasolineras están preparadas para alimentar dos clases de motores:

1. Motores de hidrógeno de combustión interna: Su fabricación es similar a los motores de combustión interna convencionales. Por ello, también consiguen desarrollar su potencia por la ignición del hidrógeno dentro de la cámara de combustión.

2. Motores eléctricos con celdas de hidrogeno de combustible: El bloque es diferente a los demás, ya que posee un motor eléctrico alimentado por medio de “celdas de combustible” que generan la carga eléctrica por la aportación de hidrogeno acumulado en depósitos de alta presión.

Los obstáculos del motor de hidrógeno

No todo son facilidades a la hora de acoplar los motores de hidrógeno bajo el capó de los coches. A pesar de ser el átomo más simple, el hidrógeno no abunda en la naturaleza como elemento en sí, sino que debe fabricarse. Durante la última década han surgido varios métodos que permiten producir hidrógeno de una manera más eficiente, con un mayor control de las emisiones y a un coste razonable para ser viable. Sin embargo, esto hace que el hidrógeno rivalice directamente con los combustibles fósiles, más abundantes y adaptados desde hace años a todos los vehículos.


Pero los obstáculos no terminan ahí. La inexistencia de infraestructuras para la producción de hidrógeno, así como para su transporte y almacenamiento, hace que la economía del hidrógeno aun esté gateando frente a las grandes empresas de explotación de combustibles fósiles.

En el caso del almacenamiento, el hidrógeno no daría problemas a la hora de ser implantado en tanques especiales de las gasolineras. No obstante, sí puede dar problemas en los vehículos, ya que el espacio para su abastecimiento es mucho más reducido. El uso de hidrógeno para propulsión de vehículos se enfrenta al problema de la autonomía. La baja densidad energética del hidrógeno por unidad de volumen implica que hacen falta depósitos de combustible más grandes que los convencionales; algo esencial para proporcionar la misma autonomía que los vehículos de gasolina o diesel.

Para solventar estos problemas, muchas compañías optaron por diseñar depósitos de combustible con sistemas de presurizado o licuado. Ambas ideas son buenas, aunque se tendría que cambiar el procedimiento de repostaje y solucionar algunos problemas de seguridad.

Muchos menos obstáculos podemos encontrar en cuanto a la producción del hidrógeno, ya que los mismos reactores nucleares pueden aprovechar su calor para realizar la descomposición termoquímica del agua. Este es uno de los procesos de producción de hidrógeno más limpios que existen, y además, el coste asociado a la producción del hidrógeno es muy bajo.

Veamos algunos ejemplos más de producción de hidrógeno.

¿Cómo se obtiene el hidrógeno?

Coches con motor hidrogeno
El hidrógeno aparece anclado a múltiples moléculas que hoy en día se pueden encontrar en la naturaleza, pero hace falta un proceso de extracción que incluye los siguientes métodos:

Electrolisis: La electrólisis se puede definir como un proceso en el que el paso de la corriente eléctrica a través del agua (o de un electrolito fundido), da como resultado una reacción de oxidación o la descomposición del líquido. Este método puede combinarse fácilmente con las energías renovables para producir hidrógeno (H2) a partir de fuentes renovables.

Reformado: El proceso de reformado con vapor es el proceso más utilizado del mundo para la generación de hidrógeno a partir de hidrocarburos. Así, los materiales de alimentación se transforman endotérmicamente con vapor de agua en hidrógeno mediante reactores tubulares catalíticos.

Gasificación: La obtención de hidrógeno por gasificación de biomasa se presenta como una opción en alza, ya que emplea un residuo para la transformación y no materia prima química como el procedimiento clásico.

Ciclos termoquímicos: Como decíamos anteriormente, usan el calor económico de una planta nuclear o solar concentrada para producir hidrógeno. La disociación de la molécula de agua a través de energía solar térmica para producir hidrógeno es una tecnología que despierta mucho interés ya que su porcentaje de viabilidad es del 65 y el 80%.

Producción biológica: Los mayores problemas en la producción de hidrógeno se presentan a la hora de elegir procesos como los fotoelectroquímicos o fotobiológicos, los cuales consisten en producir hidrógeno por procesos metabólicos de bacterias o algas a partir de la luz solar y carbono.

Video que explica el funcionamiento del motor de hidrógeno

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