Construyendo el presente en los coches: Hidrógeno, el combustible 4.0

Ciudades inteligentes, movilidad sostenible, coches y conductores conectados… ¿Y el combustible del futuro? Sol y viento abastecerán a un planeta que se moverá con la fuente de energía más limpia y abundante del planeta: el hidrógeno, verdadero motor de cambio.

Autopista.es para Toyota

Construyendo el presente. Hidrógeno, el combustible 4
Construyendo el presente. Hidrógeno, el combustible 4

Se puede producir —sintetizar sería la palabra más adecuada— sin generar gases nocivos; garantiza seguridad energética al poder producirse localmente; y, empleado en medios de transporte, no emite ni CO2 ni hidrocarburos ni letales NOx. Hablamos, cómo no, del hidrógeno y su tratamiento “a bordo" en la pila de combustible para generar electricidad aprovechada por un motor eléctrico que la convierte en movimiento.Su uso supondría el mayor efecto dentro del proceso de cambio climático, siendo el hidrógeno, dentro de las fuentes de energía sostenibles nulas en carbono, el vector energético que mayor promoción gozará en años venideros por parte de Gobiernos y compañías. Marcas como Toyota acumulan ya 20 años de experiencia.

¿Conoces ya alguna fuente de energía más versátil? No, porque sencillamente no existe. El hidrógeno será, sin lugar a dudas, el combustible del futuro, pero ya tiene presente. Como ha ocurrido con la tecnología híbrida eléctrica, quien da primero, dará dos veces y se cobrará una vital ventaja de futuro. Ya hoy por hoy, coches como el Toyota Mirai, la primera berlina de pila de combustible fabricada en serie en el mundo, han demostrado que el salto al hidrógeno es completamente viable para convertise la fuente printipal de energía.

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Hidrógeno y pila de combustible: revolución energética

Siglo y cuarto después de la aparición del motor de combustión, ahora ya tiene alternativa real. ¿Eléctrico? Sí. ¿Con baterías? Claro, pero no del tamaño de un eléctrico convencional, ni con la misma función que en éstos. Ahí radican algunas de sus ventajas de cara a un posterior reciclaje, pero no son las únicas. Antes, eso sí, vemos un par de nociones muy básicas que nos permitirá entrar en detalle para entender el verdadero potencial del hidrógeno, el componente más abundante, presente en el 70 por ciento de la materia que compone el planeta.

El hidrógeno como tal se puede extraer del gas natural, pero el procedimiento más limpio es hacerlo directamente del agua mediante un proceso denominado electrolisis, aplicando electricidad al agua para generar hidrógeno y oxígeno. Por su parte, la pila de combustible que emplean vehículos con esta tecnología, como por ejemplo, el Toyota Mirai, realiza a bordo el proceso inverso, recogiendo el oxígeno del aire para combinarlo con el hidrógeno en la citada pila. La teoría es fácil, aunque no tanto llevarla a cabo. O, al menos, no lo es para quien lleva años creyendo que el hidrógeno se va a acabar estandarizando como combustible universal, contribuyendo además a globalizar la tecnología. La experiencia adquirida por Toyota, por ejemplo, se ha convertido en más de 5.600 patentes relacionadas con la tecnología del hidrógeno que la firma japonesa ha puesto a disposición del cualquier fabricante con la intención de que, entre todos, se acelere la carrera hacia la electrificación más eficiente.

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Más detalles del proceso en sí. Al realizarse a baja temperatura —a menos de cien grados centígrados— en comparación con un motor de combustión, apenas existen pérdidas por calor. Por tanto, otra de las ventajas del hidrógeno frente a un coche de combustión es que este combustible, utilizado como fuente de propulsión, tiene un rendimiento de hasta el 90 por ciento, mientras que la pila de combustible como tal es, también, tres veces más eficiente que un motor de combustión.

Las ventajas parecen, por tanto, evidentes. Pero el hidrógeno se consagra también, cada vez con más éxito, como motor de cambio en una sociedad en la que urge una transición energética hacia fuentes renovables. Gracias a ellas, como la energía solar y eólica, se puede producir hidrógeno como combustible para transporte de mercancías, también para barcos y, cómo no, también para abastecer de electricidad a grandes ciudades.

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Se estima que en 2030 el hidrógeno será la quinta fuente de energía más utilizada en el planeta, fecha en la que, según datos de la Asociación Española de Hidrógeno, generaría más de un cuarto de millón de nuevos empleos y ahorraría a la atmósfera más de 15 millones de toneladas de CO2 contabilizando sólo gases no emitidos, sin contabilizar por tanto los que generarían la producción de otros combustibles empleados en el automóvil. El hidrógeno es, por tanto, el combustible con mayor efecto de eliminación de carbono, y no sólo una alternativa como fuente energética, sino la verdadera solución de futuro . Está siendo explotado cada vez con mayor éxito en aplicaciones en el presente —cada año se sintetizan alrededor de 70 millones de toneladas de CO2 en el planeta, cifra en constante crecimiento— y lo será aún más en el futuro como lo demuestran marcas que se han marcado retos, como el Desafío Medioambiental Toyota 2050 como finalidad para alcanzar la armonía entre la sociedad y la naturaleza..

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Marcas como Toyota están ya capacitadas para asegurar la movilidad mediante esta tecnología e incluso contribuyen activamente para aumentar el tejido de suministro de hidrógeno en el mundo, actualmente en plena expansión. Gracias a proyectos y productos ya reales en automoción que han demostrado su viabilidad y ventajas, el hidrógeno será la base de la nueva movilidad eléctrica gracias no sólo a los principios del combustible, sino a otras ventajas derivadas de la fabricación de un vehículo eléctrico: permite replantear por completo el concepto de almacenamiento energético.

Una lógica transición, argumentada por sus innumerables características, nos hace por tanto pensar que el versátil hidrógeno va ser el único combustible capaz de garantizar el equilibrio y la sostenibilidad del planeta, siendo además estratégico para concebir el automóvil con menos elementos que requieren no sólo su reciclaje, sino un óptimo y también costoso tratamiento, como son las grandes baterías empleadas en los coches eléctricos convencionales, cada vez de mayor tamaño y peso, pero no siempre con mayor densidad energética. Marcas como Toyota apuestan por un salto de tecnologías ya consolidadas con las que se ha logrado alcanzar hitos en eficiencia y rendimiento, como el híbrido eléctrico y el híbrido enchufable, hacia una nueva sociedad basada en el hidrógeno.

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Hidrógeno, pila de combustible… Y automóvil. ¡Un coche con aspecto de coche!

Seguro que sabes que la pila de combustible no es una tecnología reciente. La NASA la empleó para producir energía a bordo de sus cohetes especiales lanzados en la misión Gemini e, incluso en la década de los 70 del siglo pasado, en plena crisis del petróleo, se pensó en ella como alternativa para reducir la dependencia de combustible fósiles. Grandes, pesadas y complejas por aquel entonces —recuerda sin embargo cómo eran, por ejemplo, las primeras baterías de plomo de los primeros automóviles eléctricos—, hoy una pila de combustible se puede adaptar perfectamente a una arquitectura convencional.

El Toyota Mirai es un ejemplo, y ya en su segunda generación en estado de concept. Todos sus elementos se integran en una arquitectura TNGA de propulsión, logrando la ligereza y rigidez de un vehículo híbrido eléctrico equivalente, con ventajas como un centro de gravedad bajo para garantizar, también, el mayor placer de conducción. Y tal como demuestra este vehículo, esta tecnología tampoco implica prescindir de elementos de confort, espacio para cinco ocupantes ni mucho menos seguridad. Es, aparentemente, un coche convencional no sólo en sus formas, sino también en su uso.

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De hecho, la seguridad de un vehículo de pila de combustible está fuera de toda duda, tanto por los procesos químicos que se desarrollan dentro de las propias celdas, como por el almacenamiento en si del hidrógeno en tanques a alta presión. Solo con una duración de entre tres y cinco minutos, un repostaje a un Toyota Mirai garantizará alrededor de 500 kilómetros de autonomía, a día de hoy, con abastecimiento garantizado para cruzar Europa de norte a sur. Sin huella de CO2 y otros gases a su paso, y también sin esperas en puntos de carga. Exclusivamente, lo mejor del concepto automóvil.

Como decíamos anteriormente, un vehículo de pila de combustible también necesita de una batería que en el Mirai, por ejemplo, es prácticamente igual a la de cualquier coche híbrido eléctrico de Toyota; pequeña y ligera, se emplea a modo de buffer cuando se demanda una elevada potencia, ya que la electricidad la fabrica la propia pila prácticamente al instante, liberando, como ya sabrás por su proceso, exclusivamente agua —limpia y absolutamente potable, por cierto— .

Por su parte, el motor como tal es equivalente o semejante al de un coche eléctrico, de mayor o menor potencia según decida el fabricante, con las ventajas en cuanto a fiabilidad, silencio de marcha y limpia pero consistente entrega de potencia, o las de uso, ya que un vehículo propulsado por pila de combustible es equivalente, en realidad, a un eléctrico que se puede utilizar de la misma manera que uno de combustión. Los próximos pasos parecen evidentes, pero lo mejor es que el libro de ruta sigue sumando páginas. El primer paso será reducir costes, avanzando, como ya lo ha hecho el Toyota Mirai Concept, con el desarrollo de pilas de combustible más eficientes gracias a la utilización de una nueva generación de componentes. Aumentar el volumen de producción permitirá universalizar la tecnología de hidrógeno consiguiendo economías de escala cada vez mayores, pudiéndolo aplicar también a otras áreas ya que es fácilmente adaptable y escalable para ser usada, por ejemplo, en barcos o transporte pesado, como el proyecto Energy Observer de Toyota, la primera embarcación del mundo propulsada a base de hidrógeno o su camión Class 8. El futuro ya es presente, ¿te apuntas?