Los vehículos de pasajeros han experimentado avances tecnológicos significativos en el uso de combustibles o fuentes energéticas limpias. Las celdas de combustible de hidrógeno han demostrado ser una opción viable con cero emisiones, principalmente por su capacidad de almacenar una gran cantidad de energía.
El Mercado de los Vehículos de Pila de Combustible (FCEV)
Dentro del mercado de FCEV, los vehículos de pasajeros son los que han tenido mayor despliegue. En esta categoría se han presentado varios modelos en lanzamientos comerciales, ventas no comerciales y desarrollos de concepto. En ventas no comerciales se suman las marcas Lotus, Ford GM, Audi, Mercedez Benz, BMW, Fiat, Mazda, Chevrolet, Kia, Renault y Peugeot.
Toyota Mirai: Un Pionero en la Propulsión de Hidrógeno
En 2015, Toyota se convirtió en el primer fabricante de automóviles en lanzar un modelo que utilizó hidrógeno para su propulsión en el mercado alemán. El Toyota Mirai ha tenido un gran éxito de ventas, alcanzando más de 10.000 unidades vendidas hasta 2020. Fundada en 1933 por Kiichiro Toyota, esta empresa ha sido durante varios años el mayor fabricante del mundo, reconocida mundialmente por su confiabilidad y buen servicio.
En México, Toyota es el mayor vendedor de autos híbridos con más de 15 mil unidades anuales y ha sido un gran colaborador en la aceptación de estas nuevas tecnologías en el país, donde el Prius, por ejemplo, acaba de cumplir 10 años de presencia. Una es el uso de vehículos particulares a hidrógeno, de los cuales hay hoy modelos comerciales Hyundai, Toyota y Honda, los que son cargados por sus usuarios en estaciones de servicio de acceso público, como una gasolinera convencional, y pueden ser estacionados en cualquier lugar de la ciudad.
¿Qué es un Auto de Hidrógeno?
Los autos de hidrógeno ya son una realidad en Chile y un nuevo avance en el desarrollo de la electromovilidad. También conocidos como Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV), este tipo motores permiten reducir la huella de carbono en el transporte, gracias a una innovadora tecnología que utiliza el hidrógeno como fuente de energía. Estos motores de cero emisiones son esencialmente eléctricos, pues 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 para funcionar, los autos de hidrógeno funcionan con una pila de combustible. En esta pila de combustible es donde se produce una reacción química que genera la electricidad que alimenta el motor eléctrico del vehículo. El hidrógeno gaseoso primero se almacena en los tanques del vehículo, que generalmente se encuentran debajo de los asientos traseros o del maletero. Desde ahí, el gas se transporta a la célula de combustible, donde el sistema lo 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 es la que alimenta el motor, que finalmente moverá las ruedas del auto.
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, lo que minimiza la pérdida de energía y aumenta la eficiencia.
- Emisiones cero: A diferencia de los motores de combustión, los autos de hidrógeno no emiten gases contaminantes. Su única emisión es vapor de agua, por lo que reduce los niveles de contaminación ambiental.
- Silencioso y suave: Al igual que los vehículos eléctricos, los autos de hidrógeno son silenciosos y proporcionan una conducción suave, permitiendo una reducción de 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. Esta es una de las ventajas más importantes en comparación con los autos eléctricos.
- Autonomía: La alta eficiencia de las celdas de combustible ha permitido tener una autonomía mucho mayor, lo que permite 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 600 kilómetros de autonomía.
Sin embargo, esta innovadora tecnología también presenta algunas desventajas:
- Alto precio de adquisición: Al ser una tecnología tan nueva, todavía no existe una oferta masiva en el mercado y los precios son más altos que en vehículos eléctricos.
- Poca variedad: Como la oferta es escasa, 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 para el uso de estos vehículos.
Cabe destacar que ya fueron homologados dos modelos de estos vehículos en Chile, sin embargo, debido a la falta de infraestructura de carga, todavía no se ha abierto su venta al público general, así que esta tecnología seguirá en “marcha blanca” por tiempo indefinido.
¿Cómo se Cargan los Vehículos de Hidrógeno?
La recarga de los autos de hidrógeno se realiza en estaciones de hidrógeno, también llamadas “hidrogeneras” o “hidrolineras”, en los países donde son más comunes. En estas estaciones, el hidrógeno se almacena en forma gaseosa y a alta presión, similar a las estaciones de gasolina convencionales. 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.
¿Hay Estaciones de Carga de Hidrógeno en Chile?
En Chile, el desarrollo de la infraestructura de carga de hidrógeno aún está en sus primeras etapas.
Modelos de Autos de Hidrógeno que se Venden 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.
- 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. 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.
- 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.
Especificaciones Técnicas del Toyota Mirai
En cuanto a sus características técnicas, el Toyota Mirai tiene una potencia de 182 CV y 300 Nm de par motor. Además, es capaz de pasar de 0 a 100 km/h en 9 segundos. Algunos atributos de seguridad incluyen:
- Tanques de combustible fabricados de polímeros y fibra de carbono que 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.
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. 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.
Este proyecto nació por la necesidad de la industria minera de poder contar con vehículos eléctricos que se puedan usar de forma subterránea, para lo cual se le reemplazó el motor de diésel a una camioneta de marca SsangYong para instalar ahí el sistema de hidrógeno, todo esto en el Laboratorio de Electromovilidad del Departamento de Ingeniería Eléctrica.
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.
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