Cómo funciona el motor de hidrógeno

Como dice la canción: «Los pájaros lo hacen, las abejas lo hacen; incluso las pulgas educadas lo hacen. Hagámoslo, enamorémonos». Y así parece que los fabricantes de motores se apresuran a enamorarse de los motores de combustión de hidrógeno.

JCB anunció en mayo que desarrollaría una solución de este tipo. Poco después, Cummins, Caterpillar, Liebherr y el Grupo GAC anunciaron que también probarían y desarrollarían motores de combustión de hidrógeno para diversas aplicaciones.

El hidrógeno fue el primer elemento que se formó en la vorágine refrigerante del Big Bang. Es el elemento más abundante y, en cierto modo, del que más se habla cuando se habla de descarbonización. En algunos círculos se le considera una panacea: ayudará a frenar el calentamiento global al tiempo que permitirá a la sociedad mantener el doble privilegio del transporte personal y el uso de grandes cantidades de energía. Puede producirse de forma sostenible a partir de energías renovables (eólica o solar) y, cuando se utiliza en un sistema de pilas de combustible, produce cero emisiones, salvo agua.

Motor de hidrógeno

Puede que no pienses mucho en los motores de hidrógeno, pero en realidad son similares a los motores de gasolina en muchos aspectos. Ambos utilizan un diseño de cuatro tiempos para la admisión, la compresión, el encendido y el escape, y ambos emiten el mismo tipo de sonido. Pero, como nos muestra Jason Fenske de Engineering Explained, hay algunas diferencias bastante grandes.

La principal diferencia es el tipo de escape que emiten los motores de hidrógeno. En lugar de gases tóxicos NOx, los motores de hidrógeno producen agua (sí, agua pura y dura) como principal subproducto de su ciclo de combustión. Debido al calor que también produce el motor, sigue habiendo algunas emisiones nocivas de NOx, pero no tantas como las que produce un motor de gas normal.

Dado que el hidrógeno es diferente del gas, las relaciones aire-combustible, las relaciones de compresión, la sincronización y las energías de encendido que se pueden utilizar son muy diferentes de las habituales. Por ejemplo, se puede utilizar una relación aire-combustible tan baja como 180:1 y una relación de compresión mucho más alta, ya que el hidrógeno tiene un octanaje más alto. Todo es muy técnico, así que si quieres saber todo lo que hay que saber, echa un vistazo al vídeo de Fenske.

Cómo funcionan los coches de hidrógeno

Al igual que los vehículos totalmente eléctricos, los vehículos eléctricos de pila de combustible (VEBC) utilizan electricidad para propulsar un motor eléctrico. A diferencia de otros vehículos eléctricos, los VEBC producen electricidad utilizando una pila de combustible alimentada por hidrógeno en lugar de extraer la electricidad de una sola batería.

Durante el proceso de diseño del vehículo, el fabricante define la potencia del vehículo mediante el tamaño del motor o motores eléctricos que reciben la energía eléctrica de la pila de combustible y la combinación de baterías del tamaño adecuado. Aunque los fabricantes de automóviles podrían diseñar un ESCR con capacidad de conexión para cargar la batería, la mayoría de los ESCR actuales utilizan la batería para recapturar la energía de frenado, proporcionando potencia extra durante las aceleraciones cortas, y para suavizar la potencia suministrada por la pila de combustible con la opción de funcionar al ralentí o desconectar la pila de combustible durante las necesidades de baja potencia.

La cantidad de energía almacenada a bordo viene determinada por el tamaño del depósito de hidrógeno. A diferencia de un vehículo totalmente eléctrico, en el que la cantidad de energía disponible está estrechamente relacionada con el tamaño de la batería.

Motor de hidrógeno Toyota

Un vehículo con motor de combustión interna de hidrógeno (HICEV) es un tipo de vehículo de hidrógeno que utiliza un motor de combustión interna[1]. Los vehículos con motor de combustión interna de hidrógeno son diferentes de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno (que utilizan el uso electroquímico del hidrógeno en lugar de la combustión). En cambio, el motor de combustión interna de hidrógeno es simplemente una versión modificada del tradicional motor de combustión interna de gasolina[2][3] La ausencia de carbono significa que no se produce CO2, lo que elimina la principal emisión de gases de efecto invernadero de un motor de petróleo convencional.

Como el hidrógeno puro no contiene carbono, no hay contaminantes basados en el carbono, como monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e hidrocarburos (HC), en los gases de escape. Sin embargo, como la combustión del hidrógeno se produce en una atmósfera que contiene nitrógeno y oxígeno, puede producir óxidos de nitrógeno conocidos como NOx. De este modo, el proceso de combustión es muy parecido al de otros combustibles de combustión a alta temperatura, como el queroseno, la gasolina, el gasóleo o el gas natural. Por ello, los motores de combustión de hidrógeno no se consideran de cero emisiones[cita requerida].