Pila de hidrógeno

1/5

2/5

3/5

4/5

5/5

Pila de hidrógeno Toyota Mirai

La pila de hidrógeno es una de las soluciones más viables para el futuro a medio plazo del automóvil. Te explicamos en qué consiste este sistema, cuáles son sus ventajas e inconvenientes y en qué vehículos podría ser útil.

La pila de hidrógeno o pila de combustible es un reactor químico en el cual se produce energía eléctrica al combinar el hidrógeno almacenado en unos depósitos presurizados con el oxígeno del aire. El producto de esta reacción química es electricidad que se emplea para alimentar los motores de tracción y la red eléctrica de a bordo de un coche eléctrico y agua, que se emite a la atmósfera en forma de vapor.

Los coches de hidrógeno son en realidad coches eléctricos, puesto que emplean electricidad para moverse. La diferencia con lo que comunmente llamamos coche eléctrico está en que, en vez de tener la energía eléctrica almacenada en una batería, los coches de hidrógeno almacenan la energía en forma de hidrógeno para luego hacerlo reaccionar en la pila de combustible. Es un sistema más complejo que el de las baterías, pero tiene muchas ventajas.

Ventajas e inconvenientes de la pila de hidrógeno

Pila de hidrógeno, depósitos, batería y tren motriz del Toyota Mirai.

El hidrógeno permite almacenar energía eléctrica de forma más eficiente que las baterías. Las baterías tienen varios inconvenientes: son pesadas, tienen una densidad energética muy baja, requieren del uso de materiales escasos y caros para su fabricación, el reciclaje es caro y complicado, envejecen, las recargas son muy lentas… por este motivo las compañías energéticas no las utilizan para, por ejemplo, almacenar el excedente de energía eléctrica que se produzca en condiciones favorables (días de viento, épocas de mayor caudal en los ríos, horas de máxima radiación solar, etc) para suministrarlo a la red en los momentos de máxima demanda.

Lo que sí se puede hacer es utilizar esos momentos de sobreproducción energética para producir hidrógeno y almacenar ese hidrógeno en depósitos presurizados. Después, el hidrógeno se puede emplear como combustible directo o bien producir electricidad de nuevo con él en una pila de combustible.

En el caso de un automóvil, el hidrógeno se puede utilizar como combustible directo en un motor de combustión interna o bien como combustible para una pila de hidrógeno. La tendencia es a emplearlo en una pila de combustible ya que en un motor de combustión es imposible que las emisiones sean inocuas por completo, ya que el motor necesita aceites lubricantes para su funcionamiento y estos aceites dejan siempre residuos en las paredes de la cámara de combustión, de modo que, por el tubo de escape, además del agua producida al combustionar hidrógeno, saldrían otros gases contaminantes (en proporciones ínfimas, eso sí) producidas por el quemado de los residuos de aceite lubricante presentes en la cámara de combustión. En cambio, la pila de hidrógeno no tiene piezas móviles y no necesita ningún tipo de lubricante, de manera que por el tubo de escape lo único que se emite es agua pura.

Por supuesto, no todo son ventajas en la pila de combustible, así que vamos a ver cuáles son los pros y contras de esta tecnología.

Ventajas de la pila de hidrógeno

• Emisiones completamente inocuas: el único producto de la reacción química es agua destilada.
• Menos peso que las baterías convencionales: el hidrógeno y los depósitos son mucho más ligeros que una batería, que tiene que ser muy grande por su baja densidad energética.
• Menor uso de materias primas escasas: las baterías emplean materias primas muy escasas como el litio.
• Reciclaje más fácil: la pila de hidrógeno se puede desmontar más fácilmente y reciclar por completo, a diferencia de las baterías.
• Rapidez de recarga: es como repostar gasolina
• Podría servir como combustible adaptando los motores de gran parte de los coches, de modo que no sería necesario achatarrar todo el parque ya existente

Inconvenientes de la pila de hidrógeno

• Rendimiento energético: las pilas de hidrógeno tienen un rendimiento muy bajo actualmente. Se requiere de mucha más energía eléctrica para producir el hidrógeno que la energía que luego se puede producir n la pila de combustible con ese mismo hidrógeno.
• No eliminamos la batería al 100%: la reacción química en la pila de combustible no es instantánea. Para que el coche pueda moverse y acelerar sin problemas y evitar esa inercia en la producción de la energía, los coches de pila de hidrógeno siguen necesitando usar una batería que se mantiene cargada constantemente y que es la que alimenta el motor eléctrico en las fases de aceleración hasta que la velocidad a la que se genera la electricidad en la pila y la velocidad con la que se consume electricidad en los motores se igualan. Es decir, necesita una batería a modo de nodriza. Eso sí, esta batería es entre 10 y 15 veces más pequeña y ligera que la que necesita un coche eléctrico convencional.
• Presiones elevadas: el hidrógeno tiene una baja densidad energética, ocupa mucho espacio, por lo que es necesario almacenarlo a presiones muy elevadas (alrededor de 350 bar) en depósitos realizados en materiales muy resistentes como el kevlar. Esto hace que el coche tenga que tener espacio para esos depósitos especiales y también que la recarga del combustible de hidrógeno se realice a esa presión, lo cual es complicado para que se realice de forma segura.
• Precio: por ahora la producción de pilas de hidrógeno es más cara que la de baterías, pero a medida que se extienda esta tecnología y se produzca en series mayores bajará su coste.