El futuro de la movilidad empieza por H

<Figura 1>. Estructura del átomo de H2

Hasta hace poco, cuando acudíamos a un concesionario para comprar un vehículo teníamos únicamente dos opciones, gasolina o diésel, digamos que siempre hemos dependido de todo aquello que se podía quemar. Algo que empezó a cambiar hace algunos años con la incorporación del vehículo híbrido, y los de baterías eléctricas posteriormente. Pero nunca nos hemos planteado en echar mano de aquello que no se encuentra disponible libremente en nuestro entorno, como puede ser el hidrógeno, el elemento químico más abundante en nuestro planeta.


¿Crees que podría ser la alternativa definitiva para poder mover un coche, un avión o hasta un tráiler con la mayor eficiencia energética y en ausencia de emisiones contaminantes? A continuación te sacaremos de dudas.

<Figura 2>. Gif coche rojo

Todo esto suena muy bien, pero al no tener una fuente primaria de Hidrógeno... ¿como es posible conseguirlo?

<Figura 3>. Pila de Hidrógeno

Hay numerosas formas de obtenerlo pero la más demanda hoy día es mediante reformado de hidrocarburos y metanol, una tecnología de lo más económica.

                                                 CH₄ + H₂O → CO + 3H₂

En dicha reacción el gas natural (con alto contenido en metano), reaccionaría con el vapor de agua sobre un catalizador de Niquel a temperaturas de 1200ºK y presiones totales de entre 20 y 30 bar. Puesto que el gas natural contiene impurezas de azufre, se requiere una etapa previa de eliminación de este contaminante, para así evitar el deterioro de la actividad catalítica.

A continuación, la corriente limpia de metano se hace reaccionar en un reactor, al que se incorpora un catalizador de Niquel. El gas de salida es rico en Hidrógeno (H2) pero contiene una cierta proporción de CO, el cual lo hacemos pasar por varios reactores formándose Hidrógeno adicional mediante reacción con vapor de agua.

Finalmente el gas resultante tiene un alto contenido de Hidrógeno, junto a dióxido de carbono y cantidades minúsculas de carbono.

Como el gas natural contiene una pequeña proporción de otros hidrocarburos, tales como etano, propano y butano, que se descomponen con facilidad y generan residuos carbonosos en las condiciones de reformado del metano, componente mayoritario, se requiere una etapa previa de reformado (pre-reformado) para transformar una parte de los hidrocarburos presentes en el gas natural en una mezcla de CO/H₂.

Además, en las plantas modernas de producción de Hidrógeno, se incorporan unidades de purificación que permiten alcanzar un Hidrógeno mucho más puro (99,99%volumen).

<Figura 4>. Esquema del uso renovable del hidrógeno como vehículo energético.

Dado que la mayoría de las veces, lo bonito sale caro, ¿podríamos permitirnos este lujo?

Miguel Peña, Secretario de la Asociación Española del Hidrógeno (AeH2), asegura que cada kilogramo de hidrógeno equivale a unos 10 euros (de media en Europa). Una cifra que varia dependiendo de cómo y cuánto se produzca. Por lo que se prevé que disminuirá el coste en cuanto se desarrolle el mercado. Y las previsiones parecen confirmarlo: ''En 2030, se prevé que haya 140.000 vehículos de Hidrógeno circulando por Europa, teniendo un volumen de negocio asociado que podría alcanzar cifras de 1.300 millones de euros al año''.

<Figura 5>. Gif Rihanna

En Alemania el H2 sale por 9.89 euros el Kilo. Y en los Juegos Olímpicos de Japón 2020, que se celebrarán en Tokio, los organizadores quieren que todo el transporte se realice con H2, esperando obtener cada kilo de gas a un coste de entre 4 y 4.5 euros.

A estas anotaciones, añadir que cada kg de hidrógeno equivale a unos 100Km, y la media del deposito de un coche rondaría entre 6 o 7 Kg de H2, con lo cual rellenar un deposito costaría como mucho 70 euros, un precio asequible teniendo en cuenta que recorreríamos 700Km. 

¿Como funcionaría un coche propulsado por H2?

A diferencia de un automóvil eléctrico, el de pila de combustible no se recarga mediante un enchufe. En su lugar se dispone de unos tanques de Hidrógeno, que mezclan dicho gas con oxígeno para generar la propulsión del vehículo.

El proceso electroquímico resultante de mezclar Oxígeno e Hidrógeno, se produce en la pila de combustible, generando energía eléctrica, además de agua. Mientras la electricidad resultante se almacena en las baterías para ir nutriendo el motor, el agua restante, en forma de vapor, se expulsa. Efectivamente, los coches de hidrógeno sólo emiten vapor de agua por el tubo de escape.

El procedimiento exacto y más esquematizado sería el que sigue:

<Figura 6>. Distribución del sistema del coche propulsado por H2

<Figura 7>. Gif de nada (Ron)

Pero como podríamos decir en este caso ''de buen precavido es ser agradecido'' jejeje :)) , aquí tenéis un vídeo por si se ha dejado algo en el tintero.

<Figura 8>. Funcionamiento del motor de hidrógeno

¿Que diferencias existen entre un coche eléctrico y un coche de Hidrógeno si ambos son ecofriendly?

¿Podría el coche de Hidrógeno desbancar al eléctrico? Actualmente existe una gran competencia entre ambos,  y hoy nosotros aquí analizaremos algunas de las ventajas y desventajas que poseen...

A)  Tiempo de carga. Los fabricantes aseguran que es posible recargar el tanque del vehículo (de forma prácticamente idéntica al repostaje de combustibles fósiles) en aproximadamente 5 minutos. Y además el hidrógeno obtenido de energías renovables posibilita el almacenaje de estas, pudiendo aprovechar los momentos de máxima producción para crear reservas y utilizarlas en los momentos en que el viento o el sol dejen de generarlas.

B) Autonomía.  El vehículo de hidrógeno puede superar los 600km,  sin la presencia de baterías pesadas ya que no es necesario almacenar grandes cantidades de electricidad para asegurar su funcionamiento.

C)  Obtención de combustible. A día de hoy las distintas formas de obtención de Hidrógeno, lo convierten en un proceso costoso y difícil según el procedimiento.

D) ¿Cero emisiones? Tanto el coche eléctrico como el coche de Hidrógeno son considerados como modelos de 0 emisiones. Aún así, cabe decir que la energía eléctrica generada para la recarga de un coche eléctrico puede provenir de fuentes contaminantes.

<Figura 9>. Hyundai Nexo: El primer coche de Hidrógeno en España

E)  Coste adquisición.  Adquirir un coche eléctrico sigue siendo relativamente más caro que uno de combustible, comprar un coche de hidrógeno es mucho más costoso para la mayoría de los consumidores, ya que la media esta en unos 60.000 euros, una inversión que no esta al alcance de todo el mundo. 

F) Infraestructura. En nuestro país es posible recargar un coche eléctrico en alrededor 4.000 puntos repartidos por toda la geografía.  Sin embargo recargar el tanque de Hidrógeno de un coche es bastante difícil ya que el número de hidrogeneras es prácticamente inexistente en nuestro país y no todos los puntos de repostaje son de acceso público. 


Bajo nuestro punto de vista, podemos confirmar que el coche de Hidrógeno, está llamado a ser uno de los combustibles del futuro, posible sustituto de la gasolina o gasoil, y una alternativa a los coches eléctricos enchufables, aunque hoy día parezca algo fuera de lugar, y muy lejano por sus dos grandes desventajas, como son los escasos puntos de repostaje y el precio de adquisición.
Una realidad es que cada vez esta tecnología va adquiriendo mayor peso, y no tenemos un ápice de duda que podrá ser aceptado cómodamente en el mercado a medida que haya una mayor demanda y producción de esta, probablemente en un corto periodo de tiempo.

¿Y tú? Con toda esta información que te ofrecemos… ¿que tipo de coche elegirías?

<Figura 10>. Gif Garfield pensando

Referencias
[1] https://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno (Acceso 2/10/19)
[2] https://www.larazon.es/tecnologia/el-coche-ecologico-espanol-que-genera-hidrogeno-EE20244022/ (Acceso 4/10/19)
[2] https://www.interempresas.net/Energia/Articulos/30203-Hidrogeno-ecologico.html (Acceso 4/10/19)
[3] https://motor.elpais.com/electricos/triunfaran-coches-de-hidrogeno-en-espana/ (Acceso 8/10/19)
[4] http://kilometrosquecuentan.com/coches-de-hidrogeno/  (Acceso 14/10/19)
[5] https://www.autobild.es/practicos/tres-ventajas-tres-inconvenientes-coches-hidrogeno-318981(Acceso 16/10/19)
[6] https://www.wipo.int/wipo_magazine/es/2007/01/article_0001.html (Acceso 24/10/19)

Publicado por: Gloria Torres Sánchez
                            Míriam López Fernández

Córdoba, 29 Octubre 2019