Vehículo de hidrógeno: funcionamiento, tipos, usos y desafíos

El hidrógeno es el elemento más simple y abundante del universo. A pesar de su sencillez y de su abundancia, el hidrógeno no se encuentra de forma natural como gas en la Tierra: siempre está combinado con otras cosas. El hidrógeno tiene un alto contenido energético, pero un motor que quema hidrógeno puro no produce casi ninguna contaminación.

Ventajas de la energía del hidrógeno

• El hidrógeno se obtiene del agua al dividirla en oxígeno e hidrógeno, por lo que su suministro es casi ilimitado.

• Como el hidrógeno es una molécula diatómica, el producto de la combustión es sólo agua. Por tanto, no produce los gases nocivos que producen los coches de gasolina y diésel, como el dióxido de carbono.

• El hidrógeno en sí mismo no es venenoso. Por lo tanto, en caso de salida, el hidrógeno es más seguro que cualquier otro gas.

Desventajas de la energía del hidrógeno

• Es difícil almacenar la gran cantidad que se necesita para alimentar un coche

• El hidrógeno suele extraerse de recursos no renovables, como los combustibles fósiles.

En principio, las pilas de combustible son dispositivos electroquímicos, como las baterías, que convierten la energía química de un combustible directamente y con gran eficacia en electricidad (CC) y calor, eliminando así la combustión. A diferencia de una batería, una pila de combustible no se agota ni necesita recargarse. Producirá energía en forma de electricidad y calor siempre que se suministre combustible.

Una pila de combustible está formada por dos electrodos situados alrededor de un electrolito. El oxígeno pasa por un electrodo y el hidrógeno por el otro, generando electricidad, agua y calor. Las capas de materiales con distintas propiedades electroquímicas se intercalan para formar una única célula galvánica. En el centro se encuentra una membrana que sólo puede ser atravesada por moléculas cargadas. A esta membrana se adhieren electrodos permeables al gas y recubiertos con un catalizador, añadiendo una capa a cada lado. Los electrodos están a su vez conectados a un dispositivo que puede utilizar la electricidad. El gas hidrógeno fluye hacia los canales de una cara de la célula y migra a través de ese electrodo, mientras que lo mismo ocurre con el gas oxígeno a lo largo del electrodo opuesto. Estimulada por un catalizador, la química favorable hace que el hidrógeno se oxide en protones de hidrógeno y ceda sus electrones al electrodo vecino, que se convierte así en el ánodo. Esta acumulación de carga negativa sigue entonces el camino de menor resistencia a través del circuito externo hasta el otro electrodo. Este flujo de electrones a través de un circuito es lo que crea la electricidad.

El problema más importante que plantea el uso práctico del coche de hidrógeno es el de los materiales de almacenamiento del hidrógeno. Si se utiliza una pila de combustible que genera electricidad mediante la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno, no importa. Sin embargo, si el método es que el hidrógeno se pulveriza al motor de combustión interna, sí importa. Ahora, el tanque de almacenamiento de hidrógeno con mayor posibilidad es el método que utiliza el hidruro metálico. El hidruro metálico es una reacción reversible entre el metal y el hidrógeno para crear una nueva forma de compuesto. Ahora, la tecnología de almacenamiento de hidrógeno que utiliza el compuesto metálico de almacenamiento de hidrógeno llega al uso práctico en el lado de la técnica, sin embargo, la capacidad de almacenamiento de hidrógeno por peso no es igual a la demanda del usuario, por lo que esta tecnología no se utiliza ampliamente todavía. Por lo tanto, este problema debe ser resuelto.