Coches Hidrogeno
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La Revolución del Hidrógeno
Coches de Hidrógeno. Poco a poco los fabricantes de automóviles van tomando conciencia sobre la contaminación ambiental y es por ello que día a día vemos más vehículos impulsados con energías alternativas y menos contaminantes.
Los fabricantes de automóviles han empezado la carrera más importante de los últimos 50 años, la que otorgará mayor gloria al primero en llegar. ¿Quién encontrará la mejor solución para prescindir del petróleo?
Los coches de hidrógeno utilizan generalmente este gas (H2) incoloro, inodoro, insípido, no metálico y altamente inflamable. En uno de estos dos métodos:
Combustión.
En la combustión, el hidrógeno se quema en un motor de explosión, de la misma forma que la gasolina.
Conversión de pila de combustible.
En la conversión de pila de combustible, el hidrógeno se convierte en electricidad a través de pilas de combustible que mueven motores eléctricos de esta manera, la pila de combustible funciona como una especie de batería. Con cualquier método empleado, el subproducto principal del hidrógeno consumido es el agua.
El hidrógeno es el elemento químico más ligero y también, el elemento más abundante, constituyendo aproximadamente el 75% de la materia del universo, es sin embargo muy escaso en la Tierra en su estado elemental y es producido industrialmente a partir de hidrocarburos como, por ejemplo, el metano.
La mayor parte del hidrógeno elemental se obtiene "in situ", es decir, en el lugar y en el momento en el que se necesita. El hidrógeno puede obtenerse a partir del agua por un proceso de electrólisis, se esta trabajando en reducir costes actualmente resulta más caro que obtenerlo a partir del gas natural.
Actualmente podría producirse coches de hidrogeno si no lo impidiera el precio de la pila de combustible, aún muy elevado.
La pila de combustible
Una pila de combustible, o celda de combustible es similar a una batería, pero se diferencia en el reabastecimiento continuo de los reactivos consumidos, produce electricidad de una fuente externa de combustible y de oxígeno.
Es la encargada de transformar el hidrógeno en electricidad, los electrodos en una batería reaccionan y cambian según como esté de cargada o descargada; en cambio la pila de combustible, los electrodos son catalíticos y relativamente estables.
Los reactantes típicos utilizados en una celda de combustible son hidrógeno en el lado del ánodo y oxígeno en el lado del cátodo.
Actualmente hay numerosos vehículos de hidrógeno, prototipos y modelos de coches hidrógeno que estan basados en la tecnología de celdas de combustible. Los únicos residuos que produce este proceso son agua y calor.
Componentes Coches Hidrógeno:
Tanque de hidrógeno: almacena el hidrógeno líquido a 700 bares de presión y 253 grados bajo cero. Los principales problemas que se deben resolver son tanto la seguridad del depósito como su peso.
Células de combustible: una caja que reúne hasta 400 unidades. Otro de los retos de esta tecnología, mejorar el rendimiento y reducir el número y peso de las células.
Batería: almacena la electricidad de las células de combustible y la que se genera en el frenado del vehículo. Se utiliza para los sistemas eléctricos y electrónicos del vehículo: luces, radio, etc.
Unidad de control de energía: sistema electrónico que gestiona la producción y consumo de energía según las necesidades.
Motores eléctricos. Puede ser uno central o uno en cada rueda. Son los únicos elementos mecánicos.
El núcleo de la pila de combustible es el PEM (Polymer Electrolyte Membrane) un "sándwich" formado por una membrana situada entre un ánodo (electrodo negativo) y un cátodo (electrodo positivo) hechos de carbono y platino. La membrana permite el paso de protones, pero no de electrones.
El PEM se encuentra a su vez insertado entre dos pletinas acanaladas. Por una de ellas llega el hidrógeno hasta el ánodo, produciéndose una reacción que separa los protones y electrones del gas. Los primeros pueden atravesar la membrana hasta el cátodo.
No así los electrones, que tienen que "dar un rodeo" por la propia pletina externa hasta alcanzar el polo positivo generando así la corriente eléctrica.
Por la otra parte de la pletina circula el oxígeno llegando hasta el cátodo. Las moléculas de oxígeno se encuentran allí con los protones de hidrógeno que han atravesado la membrana y los electrones que han llegado a través de la pletina.
El cátodo produce la reacción química que une las moléculas de hidrógeno y oxígeno con sus electrones generando agua y calor. Fuente:consumer.es
Motor de hidrógeno
Un motor de hidrógeno no es más que un motor eléctrico que sustituye a los normales de gasolina, gasóleo o cualquier otro hidrocarburo. El problema está en la fuente de energía, es decir, de la obtención de la electricidad.
El uso del hidrógeno es el método más limpio que se conoce, puesto que no produce ningún residuo, aparte de vapor de agua, que es inocuo. El mecanismo es relativamente sencillo: en una membrana especial se ponen en contacto el hidrógeno y el aire ambiental. La mezcla genera una reacción eléctrica que se canaliza hacia el motor y las baterías. Así de fácil.
Lo complicado es embarcar el hidrógeno en los coches, puesto que hace falta bastante cantidad y, lo que es peor, es un elemento altamente inestable. Algunas investigaciones apuestan por embarcarlo a presión, en estado líquido o gaseoso, pero hacen falta depósitos muy pesados para evitar que se evapore.
Otros apuestan por depósitos que llevan dentro una especie de malla metálica que “atrapa” el hidrógeno y lo libera poco poco. Por último, la tendencia con más posibilidades de imponerse, es el reformado de hidrocarburos. Consiste en llevar en el coche gasolina o cualquier otro derivado del petróleo y hacerlo pasar por un dispositivo que separa el hidrógeno del resto de elementos del líquido en cuestión. Es un poco más contaminante, pero también muy limpio.