Hidrogenia

¿Qué tiene de bueno el hidrógeno?

Las pilas de combustible de hidrógeno son cada vez más conocidas. Si no ha oído hablar de ellos, es posible que esté un poco atrasado. ¿Pero importa siquiera si te quedas atrás?
Muchos fabricantes de automóviles han elegido la tecnología de pilas de combustible como solución a largo plazo para reemplazar los motores de combustión cuando el petróleo deja de fluir, pero no se espera que eso suceda hasta dentro de al menos otros 15 años (incluso si seguimos usándola al ritmo actual). Entonces, ¿por qué nos molestamos tanto en entusiasmarnos tanto con las pilas de combustible de hidrógeno?
Incluso si no sabes nada acerca de las pilas de combustible, nunca has oído hablar de ellas y no estás en absoluto interesado, ¿y qué?
Aún podrás ir a la gasolinera mañana y repostar el depósito de tu coche. De hecho, podrá hacer esto durante al menos otros 15 años y, seamos realistas, es tiempo más que suficiente para que cualquiera pueda llenar su auto.
Las pilas de combustible son importantes ahora
Entonces, ¿qué tienen de bueno las pilas de combustible y por qué las necesitamos ahora?
Pues bien, en los países desarrollados, la esperanza de vida media es unos años menor en las zonas urbanas que en las rurales, y esto se debe en parte a los vapores tóxicos que respiramos cuando caminamos por las ciudades. Estos humos provienen de los vehículos.
Las pilas de combustible de hidrógeno brindan la posibilidad de vivir en un mundo donde lo único que sale de los vehículos es vapor de agua. Imagínese tomando un trago por el tubo de escape. Parece una locura, pero se está convirtiendo en una realidad, ya que lo único que sale del escape de un automóvil de hidrógeno es vapor de agua, no la lista interminable de vapores tóxicos que expulsan el escape de cada motor.
Las ciudades se limpiarán, se reducirá la lluvia ácida y esto ayudará a reducir el calentamiento global. De hecho, aproximadamente el 35% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero se eliminarían por completo si el mundo utilizara pilas de combustible de hidrógeno. Entonces, al utilizar hidrógeno, estarás ayudando al medio ambiente; Sin embargo, ¿cómo te ayuda el hidrógeno?

 

Los beneficios para usted
A todos nos gustaría ayudar a salvar el planeta, pero al final del día, si no nos beneficia directamente, la mayoría de nosotros queremos poner nuestro dinero en lo que decimos, entonces, ¿cómo ayuda el hidrógeno al consumidor medio?
Para empezar, el hidrógeno permite recorrer muchos más kilómetros por cada aporte volumétrico de energía. Un motor de combustión interna estándar es increíblemente ineficiente y la mayor parte del combustible en el que gasta el dinero que tanto le costó ganar se desperdicia.
Y si no me creen, piénselo, quieren que todo el combustible se convierta en energía cinética (impulsar el automóvil hacia adelante), entonces, ¿qué crea todo ese ruido y calor? Eso es energía desperdiciada. Luego, también considera la cantidad de combustible no quemado que sale por el tubo de escape y la fuerza necesaria para empujar los gases a través del convertidor catalítico (hasta el 10% de la potencia del motor); entonces se da cuenta de qué poca gasolina realmente impulsa su vehículo. auto.

 

Eficiencia y confiabilidad
Por el contrario, una pila de combustible de hidrógeno no tiene estos problemas. Producen ruido y calor, pero en menor cantidad ya que hay muchas menos piezas móviles. Tampoco tienen un sistema de escape para forzar el paso de los gases. En comparación, un motor promedio que funciona con petróleo proporciona aproximadamente 0,25 km por MJ (megajulio) de energía, mientras que una pila de combustible le proporcionará 0,4 km por MJ.

 

Pero también existe otra ventaja de tener menos piezas móviles. Los coches de pila de combustible se estropean menos, ya que hay menos piezas que romper. Esto significa menores facturas de mantenimiento y menos tiempo sentado al costado de la carretera (lo que tiene que ser el mayor temor de cualquier conductor). De hecho, no sólo son más fiables que los vehículos normales; Tienen una confiabilidad cercana al 100% probada en muchas pruebas.

 

El factor costo
Entonces, antes de correr a la sala de exposición más cercana en un frenesí de emoción y golpear su tarjeta de crédito para comprar un automóvil propulsado por hidrógeno, debe conocer las desventajas. Los automóviles en sí son muy caros: un automóvil familiar estándar cuesta más de 100.000 dólares, y un kilo de hidrógeno le costará unos 20 dólares; en comparación, esto es como pagar 25 dólares por un galón de gasolina, y los gobiernos ni siquiera han empezado a gravarlo todavía. Ah, y es posible que tengas que conducir durante bastante tiempo para llegar a la estación de servicio de hidrógeno más cercana.
Sin embargo, cuando se construyeron y vendieron los primeros automóviles, el mundo no tenía muchas estaciones de servicio y sólo las personas más ricas podían permitírselas. Pero no pasó mucho tiempo antes de que el precio comenzara a bajar y los automóviles se convirtieran en una parte plenamente integrada de la sociedad. Los autos de hidrógeno también serán así pronto, y pueden terminar siendo comparativamente más baratos que los autos que conducimos ahora, además de tener todos los demás beneficios adicionales.
Una vez que la tecnología esté disponible para las masas, los precios caerán y una mayor investigación permitirá que los materiales se produzcan de manera más eficiente, o incluso que se sustituyan por otros componentes. La parte más cara de una pila de combustible es la placa de platino que permite que los procesos químicos tengan lugar dentro de la pila; si se pudiera encontrar una alternativa al platino, el coste de la pila de combustible se reduciría considerablemente.

 

Capacidades explosivas
La otra queja que mucha gente tiene con el hidrógeno es que es inflamable. Señalan como prueba hechos como el desastre del Hindenburg. Pero también lo es el petróleo: no pondrías una cerilla encendida en el tanque de combustible, y las llamas de la gasolina duran mucho más. Si bien el hidrógeno es un poco más volátil, la fuerza se disipa rápidamente y, por lo tanto, si se almacena adecuadamente, el argumento de la inflamabilidad es casi inútil.
En general, el hidrógeno es una opción mucho mejor que los motores de combustión interna que utilizamos ahora, sólo tenemos que esperar a que se generalice, como lo hicieron los automóviles originales hace más de 100 años. Cuando llegue ese momento, estoy seguro de que nunca querremos mirar atrás.
Publicado por la Dra. Colleen Spiegel
La Dra. Colleen Spiegel es consultora en redacción técnica y modelos matemáticos (presidenta de SEMSCIO) y profesora con un doctorado. y una maestría en Ingeniería. Tiene diecisiete años de experiencia en ingeniería, estadística, ciencia de datos, investigación y redacción técnica para muchas empresas como consultora, empleada y propietaria de un negocio independiente. Es autora de «Diseño y construcción de pilas de combustible» (McGraw-Hill, 2007) y «Modelado y simulación de pilas de combustible PEM utilizando MATLAB» (Elsevier Science, 2008). Anteriormente fue propietaria de Clean Fuel Cell Energy, LLC, que era una organización de pilas de combustible que prestaba servicios a científicos, ingenieros y profesores de todo el mundo.