Uso del Hidrógeno como fuente de energía alternativa en autos

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A todo esto, hay que sumar la peligrosidad del hidrógeno, puesto que es uno de los gases más inflamables que existen (Solo superado por el Acetileno) que obliga a extremar la seguridad de los tanques y sistemas de transporte del gas, añadiendo peligro el que su llama sea incolora. El ejemplo más claro de cómo arde el hidrógeno nos lo dio el Hindenburg.

Usos actuales

Actualmente podemos usar el hidrógeno para dos funciones diferentes: Combustible o generador de electricidad, pero en este trabajo solo hablaremos de combustible.

Combustible

El hidrógeno es un combustible como la gasolina, por lo que cualquier motor de combustión interna debidamente adaptado podría funcionar con él. Quien más partido le ha sacado desde hace tiempo ha sido la NASA ya que todos los transbordadores espaciales han usado hidrógeno y oxígeno líquido para propulsar sus cohetes internos (No así en los cohetes aceleradores que se usan para el lanzamiento que queman APCP).

La combustión interna del hidrógeno se puede realizar en motores como los actuales de gasolina, con pequeñas modificaciones, dando como únicas emisiones el vapor de agua.

En automoción hay varias empresas que han presentado prototipos de vehículos de combustión alimentados por hidrógeno. En la Wikipedia se puede encontrar la lista de algunos de ellos, pero las empresas que han estado más activa en este campo han sido BMW, que dice ser la primera empresa que ha comercializado un coche propulsado con hidrógeno, aunque, en diciembre de 2009 anunciaron que dejarían de mantener la flota de los BMW Hydrogen 7 para centrarse en la investigación; y Mazda, que presenté en 2006 el RX-8 Hydrogen RE, un coche propulsado por gasolina o hidrógeno.

Los motores de combustión interna de hidrógeno ofrecen la ventaja de que funcionan igual que los actuales, pero son menos eficientes que los eléctricos con pila de combustible al desprender calor, que no es más que energía pérdida.

Tipos de motores de hidrógeno y como funcionan.[pic 3]

El proceso de funcionamiento de los motores de hidrógeno tiene su origen en la reacción química que se produce tras el encendido del motor. Durante este, el hidrógeno se combina en una membrana con el aire ambiental, provocando un flujo de electricidad que al dirigirse hacia el motor logra poner en marcha el coche.

Existen dos tipos de motores de hidrógeno:

- De combustión: como en el caso de la gasolina, el hidrógeno es quemado en el motor de explosión. No está libre de producir emisiones contaminantes, por lo que su uso no es el más recomendable

- De pila de combustible: al oxidarse el hidrógeno, se pierden electrones que pasan a funcionar como corriente eléctrica, circulando por las pilas de combustible que dan movimiento a los motores, por lo que este método se asemeja al funcionamiento de una batería. Al contrario que el de combustión, este sistema produce cero emisiones.

Por lo tanto, el motor de combustión quema el hidrógeno como si fuera gasolina y el de pila de combustible convierte el hidrógeno en electricidad.

Motores de combustión

Esta energía alternativa funciona quemando el hidrógeno en el motor térmico de explosión, como lo haría la gasolina. Sin embargo, en este caso no se reducen los niveles de contaminación en el ambiente, y por eso lo más apropiado es elegir un coche de hidrógeno con motor de pila de combustible.

[pic 4]

Motores de pila de combustible

Produciendo emisiones cero sin emitir ningún tipo de residuo (solo vapor de agua), el coche eléctrico de pila de combustible transforma el hidrógeno en energía eléctrica, la cual se dirige a la batería y origina el funcionamiento del motor.

En este sistema la pila consume una serie de reactivos que se reabastecen constantemente. Al mezclarse el hidrógeno entrante los ánodos, de energía positiva con el oxígeno entrante los cátodos, de energía negativa se efectúa un intercambio de protones sobre una membrana, mientras que los electrones que se pierden se dirigen a las baterías y desde allí, al motor. Por otro lado, este procedimiento desprende nitrógeno por el conducto del hidrógeno y vapor de agua por el de oxígeno, pero no dióxido de carbono ni otros gases contaminantes.

Fuentes

- http://www.h2carblog.com/

- AZoCleantech: Hydrogen Energy – The Perfect Energy Source for the Future

- Wikipedia: Hydrogen economy, Hydrogen production, Dihidrógeno, Pila de combustible

- Hindenburg: Juan de la Cuerva – Dirigibles

- Imagenes: ORNL, NASA y NIST

- Libro de ciencias y tecnologías N°2

Tecnologico de Estudios Superiores de Ecatepec

(Editor) México, 2009

ISBN 978-607-95065-0-6

Hector M. Poggi-Varaldo (CIN VESTAV), Alfonzo Marinez Reyes (TESE), Jose A. Pineda-Cruz (TESE), Sergio Caffarel-Mendez (TESE), Coeditores

Primera edición año 2009