Una innovación tecnológica de 1966 está empezando a ganar popularidad, más de 50 años después. Los vehículos eléctricos de pila de combustible , más conocidos como FCV o FCEV, son vehículos propulsados por hidrógeno que representan una alternativa a los vehículos con motor de combustión interna y que ofrecen importantes beneficios medioambientales en comparación con los combustibles fósiles.
Los FCEV pueden resultar confusos de entender. ¿Son totalmente eléctricos? ¿Queman hidrógeno como un motor ICE quema gasolina? ¿Y cuáles son los beneficios y desventajas de los vehículos de pila de combustible? Esto es lo que debes saber.
Propulsado por motores eléctricos
Al igual que los coches eléctricos de los que tanto se habla hoy en día, los FCEV tienen motores eléctricos que impulsan el coche. Cada fabricante de automóviles tiene su propio diseño para la ubicación del motor eléctrico y, al igual que los vehículos eléctricos de batería, existe la posibilidad de equipar un motor de tracción eléctrico en cada rueda motriz, ya sea para tracción delantera, tracción trasera o todas. -funcionamiento con tracción a las ruedas.
Actualmente, la mayoría de los pocos vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) en producción, desarrollo y fase conceptual están diseñados principalmente para la eficiencia, más que para la alta potencia. Con una cantidad relativamente pequeña de hidrógeno a bordo, los FCEV de pasajeros pueden recorrer hasta 1360 kilómetros (845 millas) [JU2] , aunque el alcance promedio se sitúa entre 480 y 640 kilómetros (300 y 400 millas). Los camiones de larga distancia pueden cubrir distancias mayores, hasta aproximadamente 1450 kilómetros (900 millas).
Crea su propia electricidad.
El gran diferenciador entre BEV y FCEV es cómo se accionan los motores eléctricos. En el caso de los BEV, una batería grande y pesada se recarga conectándola a la red. Mientras conduce, la carga de la batería se agota y es necesario enchufarla a una fuente de electricidad para "repostar". Uno de los desafíos de un BEV es la cantidad de energía necesaria para superar el peso adicional del paquete de baterías, que en algunos casos puede ser de casi 3,000 libras.
Un FCEV alimenta los motores eléctricos de forma diferente. Una pila de pilas de combustible genera su propia electricidad según demanda para propulsar el vehículo a través de motores eléctricos. Utiliza una combinación de hidrógeno y oxígeno en el aire para crear electricidad. El proceso es bastante sencillo:
- Los tanques de alta capacidad almacenan hidrógeno comprimido a bordo, de forma muy similar a como un tanque de combustible almacenaría gasolina o diésel.
- En la pila de combustible, los protones de hidrógeno son lo suficientemente pequeños como para filtrarse a través de la membrana de la pila de combustible, separándolos de los electrones cargados negativamente.
- Los protones se combinan con el oxígeno para crear agua pura que se expulsa.
- Los electrones continúan generando una corriente eléctrica.
- La electricidad alimenta el motor eléctrico, así como los sistemas a bordo necesarios para operar el vehículo.
Se requiere una cantidad muy pequeña de hidrógeno para generar una corriente eléctrica continua que pueda hacer funcionar el automóvil, lo que significa que el "combustible" que necesita transportar es sólo una fracción de la masa de la batería de un vehículo eléctrico.
¿Hay electricidad almacenada en un FCEV?
Dado que un vehículo de pila de combustible genera la energía que necesita según la demanda, ¿es necesario que una batería almacene energía como lo hace un vehículo eléctrico? Depende del fabricante. Aunque algunos FCV funcionan únicamente con electricidad bajo demanda, la mayoría de los demás tienen un paquete de baterías suplementario en situaciones de alta demanda o como energía de reserva si las celdas de combustible se quedan sin hidrógeno.
Naturalmente, la batería es mucho más pequeña en un FCV ya que no es la principal fuente de energía. Se puede esperar que tenga aproximadamente entre el 5 y el 10 % de la capacidad y el peso de una batería de vehículo eléctrico típica, y ocupa mucho menos espacio en el chasis.
Junto con el paquete de baterías, una batería separada de 12 voltios opera gran parte de la carrocería y los sistemas de seguridad del automóvil, reflejando el diseño de un vehículo eléctrico. Un convertidor CC-CC mantiene la batería de 12 voltios completamente cargada. Además de alimentar los sistemas accesorios, la batería de 12 voltios se utiliza para arrancar el automóvil, iniciando el proceso de la pila de combustible.
¿Son los coches propulsados por hidrógeno el futuro de la conducción?
Si la tecnología de vehículos eléctricos con pila de combustible existe desde los años sesenta, ¿por qué ha tardado tanto en popularizarse? ¿Podría ser realmente el futuro de la automoción? Hay que tener en cuenta que los coches eléctricos existen desde antes del siglo XIX , y solo en la última década han alcanzado una amplia aceptación. Sin embargo, es difícil predecir si los vehículos eléctricos con pila de combustible llegarán a tener la misma adopción. Existen desafíos que dificultan tanto el desarrollo como la percepción pública de la tecnología de hidrógeno.
En primer lugar, existe una preocupación por la seguridad. Con cualquier tecnología nueva, existe escepticismo sobre cuán seguro es el hidrógeno en vehículos que pueden viajar a más de 60 millas por hora. Especialmente en el caso del hidrógeno, el desastre de Hindenburg puede aparecer en la mente de algunas personas. Sin embargo, a pesar de la inflamabilidad del hidrógeno, es 16 veces más ligero que el aire, por lo que si alguna vez se perforaran los tanques de combustible, el gas se disiparía en el aire casi instantáneamente.
El otro obstáculo a superar es la distribución. Actualmente, hay menos de cinco docenas de estaciones de servicio de hidrógeno en todo el país, en comparación con más de 6,600 estaciones de carga rápida de CC para automóviles eléctricos y muchas, muchas más para combustibles fósiles. Para que la energía del hidrógeno sea viable, es necesario desarrollar una red de distribución.
El tercer desafío es producir hidrógeno como combustible. Es costoso producir combustible de hidrógeno, aunque los investigadores buscan constantemente formas de hacerlo más fácil. Se han producido avances para separar el hidrógeno de las moléculas de oxígeno en el agua, pero escalarlo para producir suficiente para una red nacional o internacional requerirá tiempo y recursos.
Conclusión
Los vehículos de pila de combustible propulsados por hidrógeno son vehículos eléctricos que producen su propia corriente eléctrica en lugar de almacenar inmensas cantidades de energía en una batería. Son innovadores, eficientes y limpios, pero su adopción plantea desafíos. Aún está por verse si se convertirán en un pilar de las industrias automotriz y de transporte, pero podría resolver algunos de los problemas que presentan los BEV con la escasez de materiales junto con el consumo de energía para producir baterías.