El hidrógeno parece ser el combustible del futuro, tanto como base para “e-fuels” sintéticos como para su uso como consumible energético directo. Su mayor ventaja es su nula producción de CO2 (incluso su generación de oxígeno, si procede del agua) y su mayor inconveniente, el almacenamiento, dada su volatilidad. Varias marcas trabajan ya con prototipos de motores de hidrógeno, aunque Toyota es la marca más versátil, aplicándolo a múltiples tecnologías.
Hay quien piensa que basta con echar hidrógeno en el depósito de gasolina y salir rodando. Pero es mucho más complicado que eso. Existe en la atmósfera en estado gaseoso y es dos tercios de cada molécula de agua, en estado líquido. Químicamente es un gas más ligero que el aire, por tanto muy volátil, y también altamente inflamable. Su fase como gas de inflado de globos y dirigibles en el pasado siglo aceleró su estudio y también su rechazo por razones de seguridad.
El hidrógeno puede extraerse fácilmente del agua
En el moderno siglo XXI, con la preocupación medioambiental y la demonización de los motores de combustión interna, el hidrógeno ha vuelto a la palestra como posible combustible alternativo y no contaminante. A su favor tiene que es muy abundante en la atmósfera, fácilmente extraíble del agua y que no contamina en absoluto. Los químicos le están dando múltiples aplicaciones, desde producir metanol como base de gasolina, queroseno o gasoil “verdes” a su empleo directo como combustible ecológico y limpio.
Vamos a centrarnos en este último fin del hidrógeno: su uso directo. Y aun así tiene dos facetas muy distintas. Por un lado, una “pila de combustible” es capaz de generar con él electricidad suficiente como para cargar baterías y mover vehículos con motores eléctricos. Esta utilidad ya está en la calle: ahí tenemos al Toyota Mirai como máximo exponente tecnológico de un vehículo de gran serie movido por “pila de combustible” alimentada por hidrógeno.
Hidrógeno comprimido a alta presión
Para estos vehículos –desde autobuses a turismos- se ha desarrollado un sistema de recarga y depósitos capaces de almacenar gas a alta presión. Esto es esencial para que el hidrógeno no se fugue por los poros más microscópicos. Pero ¡prueba conseguida! Los vehículos movidos por “pila de combustible” pueden considerarse auténticos “EV”, es decir, cien por cien eléctricos. Aunque su electricidad provenga de un generador alimentado por gas, en vez de por un cable. Su mayor ventaja es la autonomía.
Pero los fabricantes de automóviles han querido ir más allá: emplear el hidrógeno como combustible directo en un motor de combustión. Toyota ha sido la marca que más esfuerzo ha realizado en esta década, creando hasta un equipo de competición para su desarrollo. Desde 2021, un Corolla GR alimentado por hidrógeno gaseoso a alta presión ha competido en el campeonato japonés “Super Tayku. Este motor generaba energía mediante la combustión del gas, utilizando los sistemas de inyección de combustible, modificados a partir de los empleados con los motores de gasolina.
Hidrógeno es estado líquido a -253 grados
En los motores de hidrógeno, la combustión se produce a mayor velocidad que en los motores de gasolina y emiten cero CO2 durante el uso. Sin embargo, Toyota no consiguió el nivel de prestaciones deseable. Por ello, a partir de 2022, ha cambiado el estado gaseoso por el líquido. Esto multiplica la densidad energética por unidad de volumen e incrementa la autonomía. Además, en el caso del hidrógeno gaseoso, los depósitos se llenan a alta presión (hasta 70 MPa) y, por lo tanto, deben ser cilíndricos. Sin embargo, cuando el combustible está en estado líquido, no es necesario que los depósitos estén presurizados.
El paso del combustible gaseoso a líquido también hace posibles estaciones de hidrógeno móviles más compactas. La licuación reduce el tamaño que deben tener los camiones de transporte y elimina la necesidad de instalaciones presurizadas. El único problema es que debe mantenerse a una temperatura de ¡menos 253 grados centígrados! Un requisito técnico que parece haber sido solventado en el equipo de carreras, que comienza la temporada este año frete a otros coches de combustión convencionales. ¿Está ahí el futuro?
