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Industria automotriz, Movilidad verde, Pack de baterías para automóviles

Pilas de combustible de hidrógeno: la tecnología del futuro en la industria del automóvil

28 febrero 2021

Los coches propulsados por hidrógeno están llamando poderosamente la atención en la industria de la automoción por su respeto al medioambiente y el funcionamiento relativamente sencillo de las pilas de combustible de hidrógeno, las cuales únicamente precisan de agua y energía para la combustión. En Knauf Automotive estamos capacitados para apoyar y mejorar el rendimiento de esta nueva alternativa de movilidad sostenible.

¿Cómo funcionan las pilas de combustible de hidrógeno?

El hidrógeno es el elemento químico (el primero de la tabla periódica) más ligero y extendido del planeta, aunque rara vez se produce cerca de la superficie en su forma pura. Sin embargo, se puede encontrar en muchos otros compuestos, incluida el agua.

Una de las utilidades del hidrógeno es como combustible para propulsar vehículos de todos los tipos y tamaños, desde pequeñas scooters a enormes autobuses, pasando por cohetes espaciales y, por supuesto, coches.

Un vehículo de hidrógeno funciona con un motor eléctrico alimentado por Hidrógeno H2, al que se le añade oxígeno en una batería o pila de combustible, produciéndose una combustión generadora de energía eléctrica capaz de hacer mover las ruedas del vehículo. El proceso se basa en el patrón de reacción que ocurre cuando quemamos hidrógeno gaseoso en estado puro con oxígeno, el cual responde a la siguiente fórmula:
2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (g) + energía.

Una pila de combustible de hidrógeno actúa como una batería acumuladora(una especie de central portátil), que es donde se canaliza el hidrógeno a presión que previamente se almacena en unos tanques específicos. En esta cuestión radica su principal diferencia con las baterías de los coches eléctricos, ya que estas generan la electricidad a medida que el coche las va necesitando, mientras que las pilas de combustible lo que hacen es acumular la energía generada.

Ver también: Coches propulsados por hidrógeno: costes, emisiones y estado actual del mercado

¿Se trata de un sistema totalmente respetuoso con el medio ambiente?

La respuesta es complicada. Si bien es cierto que el proceso de generación de energía a partir del hidrógeno no provoca la expulsión a la atmósfera de dióxido de carbono (CO2) ni ninguna otra sustancia nociva, no se puede decir lo mismo de los sistemas de obtención del hidrógeno, que en ocasiones sí pueden dejar una huella negativa en el medioambiente.

En concreto, el método para la obtención de hidrógeno a partir de gas natural conocido como "reformado con vapor" provoca la emisión importantes cantidades de monóxido de carbono. Esto ocurre porque durante el proceso el vapor se combina con el metano, el cual produce un gas de síntesis a partir de monóxido de carbono e hidrógeno. Pese a todo, este método es menos contaminante que la combustión de combustibles fósiles (gasolina o gasoil).

No obstante, existen también métodos de obtención de hidrógeno ecológicos y sostenibles, los cuales se basan en aprovechar la alta potencia del electrolizador para lograr la conversión de agua en hidrógeno y oxígeno. Es lo que se conoce como "producción de hidrógeno verde" y su nivel de emisión de compuestos químicos nocivos es cero.

Propulsión de hidrógeno: ¿tecnología del futuro o una reliquia del pasado?

El hidrógeno como materia prima para propulsar automóviles ha sido objeto de debate durante muchos años. Aunque cada vez estamos más cerca del uso generalizado de este elemento como un alternativa válida dentro de la electromovilidad, lo cierto es que, hoy en día, aún queda mucho camino por recorrer. En la actualidad el hidrógeno se usa principalmente para autobuses grandes y solo existen unos pocos miles de coches de hidrógeno en el mercado, los cuales, en la mayoría de las ocasiones, son automóviles de exhibición o modelos en colecciones privadas.

El principal problema de la movilidad basada en hidrógeno es la falta de investigación adecuada, lo que impide la aceleración del desarrollo de este sistema. No obstante, actualmente se están llevando a cabo diversos trabajos para conseguir optimizar procesos y que el motor de combustible de hidrógeno no solo sea más eficiente, sino también más asequible para el uso diario.

Por el momento, las tecnologías relacionadas con el hidrógeno despiertan interés sobre todo en aquellos países que están más comprometidos con los programas de mejora climática porque ven esta materia prima como una alternativa muy necesaria a la electricidad, la cual puede tener complicaciones para satisfacer por sí misma la cada vez más alta demanda provocada por el boom de los vehículos eléctricos. En este sentido, el hidrógeno se postula como una materia prima de gran potencial llamado a tener cada vez más protagonismo en la industria del automóvil.

Conozca el valor de la innovaciones de Knauf Automotive: componentes EPP de alta calidad para pilas de combustible de hidrógeno

La movilidad eléctrica no solo trae nuevas oportunidades, sino también importante desafíos. Para hacerles frente se necesitan las soluciones más avanzadas. La experiencia de Knauf Automotive nos permite crear innovaciones que no solo están ayudando a construir una nueva industria automotriz, sino también a mejorar las soluciones existentes, aportando valor añadido en muchos niveles para los clientes. Apostamos también por el medio ambiente y por eso usamos materiales ecológicos y reciclables.

Estamos dando apoyo a la propulsión de hidrógeno a través de la construcción de componentes de alta gama diseñados específicamente para proteger los recipientes de hidrógeno. Nuestro material estrella es el Polipropileno Expandido (EPP) por su capacidad para combinar altas prestaciones con versatilidad y respeto al medioambiente.

La ventaja más importante del EPP en esta aplicación es su alta capacidad para absorber y resistir múltiples impactos, lo que le permite cumplir con los requisitos de la normativa para recipientes de hidrógeno (R134).

  • Son muy ligeros y proporcionan una alta disipación de energía.
  • Permiten ampliar la gama de temperaturas de óptimo funcionamiento.
  • Favorecen la inercia química.
  • Tienen una gran facilidad de montaje.

Por otro lado, las características anteriormente citadas hacen que el Polipropileno Expandido sea también un material idóneo para los componentes de las baterías de los vehículos eléctricos. El EPP reduce el impacto negativo de las bajas temperaturas sin aumentar significativamente el peso del vehículo, además de ser un excelente aislamiento eléctrico y térmico y tener una magnífica resistencia a los golpes. Esta suma de beneficios está convirtiendo los componentes de EPP en una pieza clave de los vehículos eléctricos, tanto en la actualidad como en el futuro.

Nuestra amplia experiencia, combinada con un enfoque individual, nos permite reducir el tiempo de comercialización para proyectos completamente nuevos, configurar fácilmente varias soluciones y desarrollar rápidamente innovaciones efectivas que fomentan el crecimiento de la industria de la automoción en Europa y el resto del mundo. El trabajo de nuestro valioso y experimentado equipo de I+D ya está generando grandes resultados que permiten mejoras significativas en el funcionamiento de los automóviles eléctricos y de hidrógeno.

Las ventajas del hidrógeno desde la perspectiva del sector de la automoción

El hidrógeno es un elemento económico, eficiente, sostenible y con una gran disponibilidad, por lo que vale la pena tenerlo muy en cuenta en el sector de la automoción. Es una gran apuesta de futuro que, aunque actualmente se encuentra en una fase inicial y es una opción aún minoritaria, acabará de despegar una vez se desarrollen las infraestructuras necesarias y se reduzcan los precios de venta.

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