¿Qué es y cómo funciona un coche de hidrógeno?
Los coches de hidrógeno utilizan hidrógeno como fuente de energía en lugar de combustibles fósiles. Hay dos tipos principales:
- Los vehículos de pila de combustible, (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle), funcionan con una pila de combustible que convierte el hidrógeno en electricidad mediante una reacción electroquímica con oxígeno. Son vehículos eficientes que alcanzan autonomías de 500-800 km y que generan 0 emisiones, ya que solo producen vapor de agua. Su funcionamiento es muy similar al del coche eléctrico, pero sin necesidad de baterías grandes.
- Los vehículos de combustión interna de hidrógeno utilizan hidrógeno como combustible en un motor de combustión modificado, similar a los motores de gasolina. A diferencia de los FCEV, emiten algo de óxidos de nitrógeno (NOx) pero no CO₂.
¿Qué fabricantes han desarrollado automóviles de hidrógeno?
A fecha de mediados de 2024, los automóviles de hidrógeno con pila de combustible representan una fracción muy pequeña del mercado de automoción global, constituyendo aproximadamente el 0,018% de las ventas totales de automóviles.
Las principales marcas que han desarrollado y comercializado coches de hidrógeno con pila de combustible son:
- Toyota: Con su modelo Mirai, lanzado en 2014, ha sido pionera en este segmento.
- Hyundai: Ofrece el Nexo, un SUV de hidrógeno introducido en 2018.
- Honda: Desarrolló el Clarity Fuel Cell, aunque su producción fue descontinuada en 2021.
- BMW: ha lanzado el iX5 Hydrogen, un SUV basado en el X5 que utiliza una pila de combustible de hidrógeno.
Tiempo de repostaje y autonomía de un coche de hidrógeno
Un coche de hidrógeno (FCEV) tarda entre 3 y 5 minutos en repostar completamente, similar a un vehículo de gasolina o diésel. El coche eléctrico, sin embargo, puede tardar entre 30-40 min. con un cargador rápido y varias horas con uno doméstico.
En turismos el hidrógeno se almacena a 700 bar (70 MPa) y la capacidad del tanque es de 5-6 kg de H2, lo cual le da una autonomía de 500-700 kms.
¿Vehículo eléctrico, de combustible fósil o de hidrógeno?
Si nos basamos estrictamente en términos de sostenibilidad y teniendo en cuenta toda la cadena de valor de las fuentes de energía y de las materias primas necesarias para su desarrollo, los vehículos de hidrógeno son los más sostenibles mientras que los de combustible fósil serían los más contaminantes. Recordemos que el coche de hidrógeno, siempre y cuando este sea de una fuente renovable, solo emite vapor de agua a la atmósfera. Por otro lado, los coches eléctricos también tienen 0 emisiones en su uso directo, pero la electricidad no siempre se origina con fuentes renovables, además del impacto ambiental de la extracción del litio para las baterías.
Desde el punto de vista del consumidor, tanto el coche eléctrico como el de hidrógeno afrontan una serie de inconvenientes que hoy por hoy limitan su adopción masiva. En el caso del coche eléctrico, aunque llevan ventaja en el mercado de consumo, los principales inconvenientes son: precio alto, infraestructura de carga y autonomía limitadas, tiempo de carga e impacto medioambiental.
En cuanto a los coches de hidrógeno, al tratarse de una tecnología todavía en desarrollo, los principales inconvenientes que habría que salvar serían: falta de hidrogeneras, precio alto (un Toyoata Mirai, por ejemplo, cuesta alrededor de 70.000 €), menor eficiencia energética, (puesto que debe considerarse la energía consumida para obtener el hidrógeno renovable, así como la necesaria para comprimirlo y almacenarlo en los tanques de los vehículos), coste de mantenimiento, complejidad y coste de transporte y almacenamiento.
¿Hay futuro para los vehículos de hidrógeno?
Como ya hemos visto, en el segmento de los turismos, existen barreras que los hacen menos competitivos frente a los eléctricos o los de combustión fósil. Sin embargo, todo parece indicar que el hidrógeno sí es una alternativa viable y con un futuro alentador para el transporte pesado y el transporte de personas: autobuses, trenes, camiones, aviones y barcos. Sus ventajas son claras frente a los eléctricos: mayor autonomía, recarga rápida, mejor relación energía/peso, mejor funcionamiento en condiciones extremas y menor impacto en la red eléctrica.
Los avances en tecnologías del hidrógeno y el desarrollo de economías de escala que abaraten el precio del hidrógeno serán decisivos para la viabilidad del segmento de los turismos propulsados con este vector energético.
¿Qué válvulas y componentes encontramos en un sistema de pila de combustible de hidrógeno?
La seguridad es sin duda uno de los aspectos que más preocupa cuando hablamos de vehículos de hidrógeno. Por ello, en su diseño intervienen un complejo sistema de válvulas y componentes fabricados en acero 316/316L que garantizan la estanqueidad y la seguridad del sistema.
Uno de los parámetros claves de todo sistema de hidrógeno es la presión. En su recorrido desde la entrada en el vehículo hasta llegar a la pila de combustible, el hidrógeno se somete a dos etapas de descompresión. En una primera etapa, se reduce la presión desde 350 bar o 700 bar (dependiendo del tipo de FCEV) hasta los 14-17 bar, mediante un regulador de presión. Posteriormente, se reduce por debajo de 1 bar antes de entrar en la pila de combustible.
Además de la pila de combustible, la batería, los depósitos de hidrógeno y lo sistemas de control, en todo vehículo de hidrógeno intervienen una amplia gama de válvulas y componentes: válvula de receptáculo de llenado, válvulas solenoides, válvulas de corte, válvulas de tanque, válvulas antirretorno, reguladores de presión, sensores de presión y temperatura, reguladores de caudal y múltiples dispositivos de seguridad que protegen el sistema ante una eventual sobrepresión o sobrecalentamiento, evacuando el hidrógeno hacia el exterior a través de un puerto de venteo.
En LEXIER, gracias a nuestra alianza con OMB Saleri, referente mundial en este tipo de sistemas de movilidad con hidrógeno, podemos ofrecer al mercado una completa gama de válvulas y dispositivos para vehículos de hidrógeno homologados según las normas UNE-EN ISO 17268, EC79 y UNECE R134.
