El mundo de la movilidad personal está en plena transformación. Además de los autos híbridos y los 100% eléctricos, existen eslabones intermedios como los híbridos enchufables, que combinan un motor de combustión con baterías recargables para una autonomía eléctrica moderada.
¿Qué es un Auto de Hidrógeno?
Los autos de hidrógeno, también conocidos como Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV), representan un nuevo avance en el desarrollo de la electromovilidad. Estos vehículos utilizan el hidrógeno como fuente de energía, reduciendo la huella de carbono en el transporte.
Estos motores de cero emisiones son esencialmente eléctricos, ya que son impulsados por electricidad generada por el gas.
¿Cómo Funcionan los Autos de Hidrógeno?
A diferencia de los autos eléctricos que utilizan una batería eléctrica, los autos de hidrógeno funcionan con una pila de combustible. En esta pila de combustible se produce una reacción química que genera la electricidad que alimenta el motor eléctrico del vehículo.
El hidrógeno gaseoso se almacena en los tanques del vehículo, generalmente debajo de los asientos traseros o del maletero. Desde allí, el gas se transporta a la célula de combustible, donde se convierte en electricidad a través de la reacción con el oxígeno que ingresa desde el exterior.
En términos técnicos, el hidrógeno se combina con el oxígeno en una célula de combustible para generar una corriente eléctrica mediante un proceso llamado electrolito de membrana de intercambio de protones. Esta electricidad alimenta el motor, que finalmente mueve las ruedas del auto.
Básicamente, cuando se combina hidrógeno con oxígeno se produce electricidad. Esto se hace mediante una membrana que captura los electrones y los canaliza hacia la batería.
El hidrógeno, almacenado en unos depósitos a alta presión, se canaliza hacia la pila de combustible, donde se combina con el oxígeno del aire para generar electricidad. Esta electricidad se almacena en una batería que reparte la energía al motor en función de la demanda.
Cabe señalar que la batería también es capaz de acumular energía procedente de la frenada regenerativa, lo que ayudará a reducir el consumo de hidrógeno.
Componentes Clave de un Auto de Hidrógeno
- Convertidor de voltaje de la pila de combustible: Convierte la corriente trifásica en hasta 650 voltios.
- Grupo de pila de combustible: Transforma la energía química del hidrógeno y el oxígeno en energía eléctrica.
- Batería: Almacena la energía generada por la pila de combustible y la recuperada de la deceleración. En el nuevo Mirai es de iones de litio, lo que permite una mayor densidad energética, un ahorro de peso y espacio, y una mayor potencia. Tiene 84 celdas, una capacidad de 1,24 kWh y un voltaje nominal de 310,8 V.
- Depósitos a alta presión: El nuevo Mirai cuenta con tres depósitos de hidrógeno cilíndricos que tienen capacidad para 65, 52 y 25 litros, respectivamente. Para garantizar una mayor seguridad, equipan válvulas de sobrepresión, aviso en caso de fuga del hidrógeno y una estructura de tres capas: una de polímero reforzado con fibra de vidrio, una intermedia de polímero y la tercera de plástico reforzado con fibra de carbono.
Ventajas y Desventajas de los Autos con Pila de Hidrógeno
El funcionamiento de los vehículos de pila de hidrógeno ofrece una serie de ventajas:
- Eficiencia energética: La célula de combustible convierte directamente la energía química en electricidad, minimizando la pérdida de energía y aumentando la eficiencia.
- Emisiones cero: No emiten gases contaminantes, solo vapor de agua, reduciendo la contaminación ambiental.
- Silencioso y suave: Proporcionan una conducción silenciosa y suave, reduciendo la contaminación acústica.
- Recarga rápida: Una carga completa del tanque de hidrógeno tarda entre 3 y 5 minutos, similar a los vehículos de motor de combustión interna.
- Autonomía: Ofrecen una autonomía mucho mayor, permitiendo recorrer trayectos más largos sin riesgo de quedar tirado en medio de la carretera. Así, los modelos de autos de hidrógeno que circulan en Chile ofrecen más de 650 kilómetros de autonomía.
Sin embargo, esta tecnología también presenta algunas desventajas:
- Alto precio de adquisición: Debido a que es una tecnología nueva, los precios son más altos que en vehículos eléctricos.
- Poca variedad: Todavía hay poca diversidad de modelos de autos de hidrógeno en el mercado nacional e internacional.
- Escasa infraestructura de recarga: En Chile existen escasos puntos de carga de hidrógeno verde.
¿Cómo se Cargan los Vehículos de Hidrógeno?
La recarga se realiza en estaciones de hidrógeno, donde el hidrógeno se almacena en forma gaseosa y a alta presión. El proceso de carga es rápido, tomando entre 3 y 5 minutos.
Para cargar un vehículo de hidrógeno:
- Conecta la boquilla de la estación al tanque del auto.
- El hidrógeno es inyectado en el tanque a alta presión.
- En pocos minutos, el tanque estará lleno y el vehículo listo para recorrer hasta 700 kilómetros, dependiendo del modelo.
Esta facilidad de recarga es un aspecto clave para su adopción en el transporte de carga y otros sectores que requieren tiempos de inactividad mínimos.
El Hidrógeno Verde y su Importancia
El hidrógeno verde se produce mediante energía renovable, a través de la electrólisis del agua. Este proceso separa el hidrógeno del oxígeno sin generar emisiones de carbono.
La abundancia de recursos naturales y energías limpias en Chile favorece la producción de hidrógeno verde. El Plan de Acción Hidrógeno Verde (2023 - 2030) plantea esfuerzos público-privados para aprovechar estos recursos y posicionar a Chile como líder en la industria del hidrógeno.
La producción de hidrógeno verde a gran escala permitiría abastecer tanto al mercado nacional como exportar energía limpia, abriendo el mercado automotor a una nueva generación de automóviles cero emisiones.
Modelos de Autos de Hidrógeno en Chile
Algunas marcas y modelos están comenzando a establecerse en el mercado chileno, principalmente como proyectos piloto y en colaboración con empresas del sector energético.
1. Toyota Mirai
El Toyota Mirai es uno de los modelos pioneros en la industria de los vehículos de hidrógeno y ha logrado un reconocimiento mundial. Ofrece una autonomía de hasta 650 km con una sola carga y es uno de los autos más eficientes en su categoría.
Este modelo de la marca japonesa fue el primero de su categoría en llegar al mercado local, con 3 unidades. Está equipado con una célula de combustible de alta eficiencia, tiene un diseño aerodinámico, se carga de combustible en un máximo de 3 minutos y tiene una velocidad máxima de 178 km/h.
En cuanto a sus características técnicas, el Toyota Mirai tiene una potencia de 182 CV y 300 Nm de par motor. Además, se sabe que es capaz de pasar de 0 a 100 km/h en 9 segundos, y algunos atributos de seguridad que hay que destacar son los siguientes:
- Tanques de combustible: fabricados de polímeros y fibra de carbono, absorben cinco veces más energía de impacto que el acero.
- Sensores de hidrógeno: el sistema del combustible se bloquea cuando se detecta un escape del gas o si hay una colisión.
- Válvula de seguridad: en caso de escape de hidrógeno, este se dispara de forma segura a la atmósfera.
La pila de combustible tiene una vida útil de 10 años.
Experiencia al Volante del Toyota Mirai
Visto en persona, el Mirai es una cruza equilibrada entre moderno, elegante y futurista. Curiosamente el perfil fastback, con cierto aire de A7 Sportback, no tiene portalón, sino tapa de maletero normal, algo chica.
En realidad, no hay nada de especial en manejar al Mirai, se siente como cualquier otro auto eléctrico y esas son buenas noticias. Me encantó manejar un auto bajo con capot largo, quedan cada vez menos de esa estirpe, además, el motor y la tracción son traseros, como buen auto grande.
2. Hyundai Nexo
En 2018 se lanzó el Hyundai Nexo, el primero de la marca coreana en utilizar un motor de hidrógeno. Tiene una velocidad máxima de 179 km/h y alcanza los 100 km/h en 9,2 segundos.
3. Intentos locales de motores de hidrógeno
Entre las iniciativas locales para desarrollar esta tecnología tenemos el trabajo que hace Hyundai con QEV Technologies (de Barcelona, España) y el Centro Mario Molina Chile, quienes lograron adaptar vehículos comerciales para incorporar la pila de hidrógeno en su mecanismo.
El resultado es toda una gama de vehículos que incluye una furgoneta de 15 metros cúbicos, un minibús de 19 pasajeros, un camión de 3,5 toneladas, y se espera el pronto lanzamiento de algunos vehículos especiales, como ambulancias, oficinas móviles para servicios públicos y otros.
Asimismo, los esfuerzos de universidades también están aportando a la adopción de esta tecnología. La Universidad Técnica Federico Santa María, presentó la primera camioneta eléctrica impulsada por hidrógeno verde desarrollada en Chile con propósitos heavy duty o para transporte de pasajeros.
Toyota y su Compromiso con el Hidrógeno
Toyota comenzó a trabajar en el desarrollo de vehículos eléctricos de pila de combustible en 1992, lanzando el primer modelo fabricado en serie en el mundo, el Toyota Mirai, en 2014. Ese logro sin precedentes fue posible gracias a la experiencia acumulada por Toyota como líder en la electrificación del mercado de la mano de su tecnología híbrida con el Prius en 1997, que fue la base para ampliarla a más modelos.
La estrategia de Toyota hacia la carbono neutralidad incluye el desarrollo de múltiples tecnologías, que avancen hacia los viajes cero emisiones.
Durante el último día de Hyvolution, encuentro que reunió al ecosistema de negocios e investigación sobre el hidrógeno en Chile, Toyota Chile adelantó que la compañía abrirá su propia planta de producción de Hidrógeno Verde en sus instalaciones en Pudahuel.
El principal objetivo de la compañía nipona es “potenciar el desarrollo de la tecnología que se requiere para la producción de este recurso”, según declaró Felipe Silva, gerente de Desarrollo Futuros Negocios de Toyota Chile.
El Futuro de los Autos de Hidrógeno en Chile
Definitivamente, los vehículos de hidrógeno en Chile representan una gran oportunidad en la transición hacia un transporte sostenible. Aunque el mercado todavía es pequeño y la infraestructura insuficiente, el potencial del hidrógeno verde está sentando las bases para un futuro en el que los autos de hidrógeno sean una opción accesible y popular.
Gracias a sus beneficios ambientales, facilidad de carga y el compromiso de Chile con este tipo de combustible, los autos de hidrógeno se perfilan como una opción clave para la movilidad sostenible en el país.
| Característica | Toyota Mirai | Hyundai Nexo |
|---|---|---|
| Autonomía | Hasta 650 km | Aproximadamente 600 km |
| Tiempo de Recarga | 3-5 minutos | 3-5 minutos |
| Velocidad Máxima | 178 km/h | 179 km/h |
| Aceleración (0-100 km/h) | 9 segundos | 9.2 segundos |
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