¿Por qué no tenemos más coches de hidrógeno? Electricidad vs Hidrógeno

¿Qué son los coches de hidrógeno?

Los coches de pila de combustible de hidrógeno son vehículos eléctricos que utilizan una pila de combustible para alimentar un motor eléctrico. utiliza hidrógeno como combustible, almacenado en un tanque y convertido en electricidad por la pila de combustible. A diferencia de los motores de combustión interna convencionales, estos vehículos no emiten emisiones de escape nocivas.

Los inicios de la pila de combustible de hidrógeno

El primer motor de pila de combustible de hidrógeno es el electrovan, producido en 1966 por GM. El Electrovan podía superar las 70 mph y alcanzar las 60 en 30 segundos. El alcance total era de 150 millas. Por razones de seguridad, el Electovan solo se condujo en terrenos de GM. El proyecto fue abandonado poco después de ser construido, probado y revelado a la prensa en 1966. El costo del platino en la celda de combustible compraría una flota de Handivans, y no había una infraestructura práctica de hidrógeno en ese entonces.

Los FCEV se anuncian recientemente como el futuro ecológico de los automóviles y el transporte civil, pero ¿dónde estaba esta tecnología y por qué no se veían automóviles con motor de hidrógeno hasta hace poco? ¿Cuál es la superioridad de los coches con motor de hidrógeno sobre los eléctricos de batería, y con todas estas superioridades, por qué los coches de hidrógeno no son populares como coches eléctricos de batería? ¿Tiene futuro este tipo de vehículo y qué mató a esta increíble tecnología si está muerta?

¿Cómo funcionan los coches de hidrógeno?

La pila de combustible de membrana electrolítica polimérica (PEM) es la pila de combustible más popular utilizada en los vehículos. Una membrana electrolítica se coloca entre un electrodo positivo (cátodo) y un electrodo negativo en una pila de combustible PEM (ánodo). El ánodo recibe hidrógeno, mientras que el cátodo recibe oxígeno (del aire). Un proceso electroquímico en el catalizador de la pila de combustible divide las moléculas de hidrógeno en protones y electrones. Luego, los protones van al cátodo a través de la membrana.

Los electrones son empujados a través de un circuito externo para producir trabajo (alimentando el vehículo eléctrico), luego se recombinan con los protones en el lado del cátodo para producir agua. Para comprender más sobre el proceso, vea el video a continuación:

¿Cuáles son las ventajas de los coches de pila de combustible de hidrógeno?

Los FCEV tienen enormes ventajas sobre los vehículos eléctricos y los motores de combustión. El Departamento de Energía de los Estados Unidos está liderando los esfuerzos de investigación para hacer de los vehículos impulsados por hidrógeno un modo de transporte rentable, ecológicamente beneficioso y seguro. Según la Ley de Política Energética de 1992, el hidrógeno está clasificado como un combustible alternativo y es elegible para créditos fiscales para vehículos de combustible alternativo.

Autonomía de los coches de hidrógeno

Los FCEV funcionan con gas hidrógeno puro almacenado en un tanque del vehículo. Otras tecnologías avanzadas, incluidos los sistemas de frenado regenerativo que absorben y almacenan la energía perdida durante el frenado, se incluyen en los FCEV para mejorar la eficiencia. Tienen una autonomía de más de 350 millas. Al igual que los vehículos tradicionales con motor de combustión interna, los vehículos eléctricos tienen una autonomía media de 200 millas con la batería a pleno rendimiento, que disminuirá drásticamente con el tiempo.

Emisiones de hidrógeno de los coches

El hidrógeno se utiliza para alimentar los vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV). Son más eficientes en el consumo de combustible que los motores de combustión interna tradicionales y no emiten emisiones nocivas, solo vapor de agua y aire caliente.

A diferencia de las baterías de litio, que deben reemplazarse después de cierto tiempo, las celdas de combustible no se degradan. Proporcionan energía siempre que el suministro de combustible esté disponible, lo que resulta en considerables ventajas ambientales a lo largo del tiempo.

Tiempo de repostaje de coches de hidrógeno

Una de las desventajas críticas de los vehículos eléctricos de batería (BEV) es el tiempo de repostaje. Un vehículo eléctrico puede tardar hasta una hora de tiempo de carga en la estación, mientras que el tiempo de duración del repostaje de un automóvil FCEV es similar al proceso de repostaje de combustible. El tanque tarda 5 minutos en repostarse por completo. Las pilas de combustible de hidrógeno tienen 10 veces la densidad energética de las baterías de iones de litio. Esto implica que los coches propulsados por hidrógeno podrían tener una autonomía sustancialmente mayor y ser más ligeros.

Otras aplicaciones

Podrías estar pensando, wow, la tecnología es fantástica. Entonces, ¿dónde se puede usar si no funciona para vehículos?

Sorprendentemente, las pilas de combustible de hidrógeno se utilizan para diversos fines distintos a los vehículos. Amazon, por ejemplo, utiliza carretillas elevadoras impulsadas por hidrógeno para transportar mercancías. El hidrógeno se ofrece como una excelente opción para obtener energía adicional en zonas rurales. Las pilas de combustible alimentadas por hidrógeno están siendo utilizadas por la NASA en sus transbordadores espaciales.

¿Cuáles son las desventajas de los coches de pila de combustible de hidrógeno?

Los FCEV parecen impresionantes, así que ¿por qué no son populares? ¿Y por qué rara vez vemos un coche de hidrógeno en la carretera?

Eficiencia de los coches de hidrógeno

¡Los vehículos eléctricos de batería son casi dos veces más eficientes que una pila de combustible!
Los coches eléctricos tienen una eficiencia de aproximadamente el 80%, ya que consumen energía directamente sin ninguna conversión. Como resultado, los automóviles de hidrógeno son ineficientes en comparación con sus homólogos eléctricos. Entonces, ¿qué significa esto para nuestro medio ambiente?

Bueno, los coches de hidrógeno requieren el doble de energía para funcionar. Esta energía se obtiene de combustibles fósiles, centrales nucleares, paneles solares y molinos de viento. Ningún vehículo es completamente ecológico, pero el hidrógeno es una alternativa sorprendentemente peor que los vehículos eléctricos en términos de eficiencia, pero sigue siendo más eficiente que los coches de gasolina.

Falta de estaciones de hidrógeno

Con solo 45 estaciones en los EE. UU. y la mayoría de ellas con una bomba, los compradores de automóviles de hidrógeno se ven obligados a llevar a cabo su vida diaria en las cercanías de estas estaciones. Por lo tanto, si vive fuera de algunas ciudades grandes de California, es posible que tenga problemas para conducir a cualquier lugar.

Falta de estaciones de hidrógeno

Fuente: New york Times

La construcción de una estación de combustible de hidrógeno cuesta 2 millones, mientras que una estación eléctrica cuesta 50 mil dólares, mientras que una bomba de gasolina cuesta alrededor de 200 mil dólares. Es difícil para las empresas comprometer sumas tan grandes de dinero, en estaciones de hidrógeno, sin promesa de retorno de la inversión.

Costo del combustible de hidrógeno

El alto costo del combustible de hidrógeno y los automóviles de hidrógeno son otros inconvenientes de este combustible alternativo. Repostar un coche de hidrógeno cuesta alrededor de 17 $ por kilogramo, ya que el hidrógeno se mide por peso. Cada coche de pila de combustible de hidrógeno puede contener de 5 a 6 kilogramos de hidrógeno, y viaja hasta 400 millas por llenado. El costo de un tanque lleno es de aproximadamente $ 100.

En términos de costos de combustible, el combustible de hidrógeno es más caro que la gasolina regular. Se espera que los precios del combustible de hidrógeno caigan drásticamente en un futuro próximo, lo que hará que los automóviles de pila de combustible sean más atractivos para el público en general.

Precio de los coches de hidrógeno

Uno de los principales inconvenientes de los vehículos propulsados por hidrógeno hoy en día es su elevado precio.
El precio de los nuevos vehículos propulsados por hidrógeno suele ser sustancialmente mayor que el de los automóviles tradicionales. Hay 3 FCEV disponibles en la actualidad, Honda Clarity, Hyundai Nexo y Toyota Mirai, el Mirai más barato a partir de $ 49,500.

Los vehículos eléctricos de batería suelen ser menos costosos. por ejemplo, el precio inicial del Tesla Model 3 es de 41.940 dólares. Sin embargo, esto podría cambiar en el futuro si la tecnología avanza a un ritmo tan rápido. Es posible una reducción significativa en el precio de los automóviles de pila de combustible en un futuro próximo.

¿Qué mató a los coches de hidrógeno?

Cuando los vehículos eléctricos comenzaron a entrar en el mercado, se enfrentaban a tremendas barreras debido a la falta de infraestructura y tecnología adecuadas (carga, baterías, rendimiento) y eran bastante caros, pero los vehículos eléctricos pudieron superar estas barreras debido a la enorme cantidad de inversión en el mercado.

La mayoría de los inconvenientes de los FCEV (costo del automóvil, costo del combustible, estaciones y eficiencia) se pueden mejorar invirtiendo la cantidad adecuada de dinero en esta tecnología.

Por qué la tecnología del hidrógeno no se está poniendo al día

Según una investigación reciente de la revista Nature, los coches de pila de combustible de hidrógeno nunca alcanzarán a los vehículos eléctricos de batería, ni siquiera para los camiones comerciales. ¿Pero por qué?

Si hay algo a lo que culpar para acabar con esta increíble tecnología, deberíamos culpar a los vehículos eléctricos. La tecnología FCEV podría ser una tecnología prometedora si no existieran los vehículos eléctricos. La tecnología de las baterías de litio comenzó a expandirse rápidamente más allá de los vehículos de hidrógeno. La atención se centró en los vehículos eléctricos. Por lo tanto, se invirtió mucho dinero e investigación en la producción de baterías de litio. Sin embargo, el hidrógeno se quedó atrás y el interés por las pilas de combustible de hidrógeno disminuyó.

Artículos recomendados

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *