Coches de hidrógeno, ¿cuáles son sus ventajas e inconvenientes?

Los coches de hidrógeno podrían ser el futuro, pero para ello deben cumplir algunos requisitos.

En primer lugar, tienen que ser técnicamente viables; también deben resultar económicamente competitivos y, por último, es necesario que se impongan a la cada vez más perfeccionada alternativa que representan los coches eléctricos de baterías o BEV. El primer punto se ha conseguido; sin embargo, el resto van a requerir un esfuerzo notable y que se generen muchas circunstancias favorables.

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Un coche de hidrógeno es esencialmente un coche eléctrico que utiliza un dispositivo llamado pila de hidrógeno para generar electricidad.

Una pila es similar en su funcionamiento a una batería… salvo por el detalle de que no es recargable. En lugar de eso, tiene que ser alimentada con aire a presión e hidrógeno para producir electricidad.

Ventajas y desventajas de los coches de hidrógeno

Entre las ventajas de los coches de pila de hidrógeno cabe mencionar la ausencia de emisiones (la producción de electricidad sólo genera vapor de agua), la gran autonomía (un kilo de hidrógeno permite recorrer unos 100 km) y la rapidez de repostaje (es tan sencillo como reponer gas natural).

En su contra juega el volumen de los depósitos (el hidrógeno es muy poco denso y, a 700 atmósferas de presión, un kilo ocupa 26 litros), la ausencia de una red de distribución y el coste del propio hidrógeno (con los precios actuales, el kilómetro sale un poco más caro que con la gasolina).

1.- Los componentes

El sistema de un vehículo de hidrógeno es sencillo. El hidrógeno se almacena a alta presión en tres depósitos (1). De ahí se manda a la pila de combustible (2), donde reacciona con el oxígeno del aire (introducido a presión) para generar electricidad. Esta electricidad se envía a un inversor, que es el encargado de convertirla en corriente trifásica.

Esa corriente se envía al motor eléctrico (trasero, en el caso del Toyota Mirai, 3). Una batería de alta tensión (4) actúa como almacenamiento secundario de energía, y puede recargarse tanto mediante la regeneración como gracias a la pila de combustible.

2.- La pila

Es un apilamiento de módulos planos en los que se lleva a cabo la reacción química del hidrógeno y el oxígeno. Gracias a un catalizador (platino), el hidrógeno diatómico (H2) se descompone en atómico, cede su electrón al platino y atraviesa una membrana (la PEM o membrana de intercambio de protones) para reaccionar con el oxígeno presente al otro lado de la misma.

Los electrones, por su parte, completan un circuito externo a la pila. De esta manera se genera una tensión eléctrica y una corriente. Los parámetros de la pila (dimensiones y número de celdas) se eligen en función de la tensión y potencia requerida. La del Toyota Mirai tiene 330 celdas y es capaz de generar un máximo de 128 kW de potencia.

3.- El hidrógeno

Como gas, el hidrógeno no está presente en la atmósfera. De esta manera, hay que producirlo a partir de otros compuestos que lo contienen. Actualmente, casi todo se obtiene a partir de gas natural o metano (su molécula, CH4, es la fuente más asequible de hidrógeno disponible).

No obstante, este proceso genera CO2 (el gas que es principal responsable del efecto invernadero), y la idea es, de cara al futuro, obtener el hidrógeno de la molécula de agua (H2O), mediante electrólisis y empleando electricidad limpia (procedente de fuentes renovables).

4.- El repostado

Una vez que el hidrógeno se ha trasladado a una hidrogenera, y se ha comprimido hasta los 700 bares de presión, el proceso de repostaje es rápido y sencillo. Simplemente se conecta el coche a la hidrogenera y se igualan las presiones en los depósitos de almacenamiento, generalmente procediendo por etapas (200, 400 y 700 bares).

En 2023, según el mapa de hidrogeneras de GASNAM en España sólo hay 20 hidrogeneras (8 públicas y 12 privadas), de manera que, de cara a nuestro país, el Toyota Mirai sigue siendo una curiosidad tecnológica. No ocurre lo mismo en países como Alemania (con más de 80 hidrogeneras) o lugares como EE.UU. (más de 40 en California) o Japón (con más de 135 estaciones de repostaje).

5.- En marcha

El Toyota Mirai tiene un tacto muy parecido al de un coche eléctrico (confortable, fácil de conducir y silencioso), con una salvedad. Los coches eléctricos suelen ofrecer prestaciones excelentes y un tacto de acelerador afilado. Esto es debido a que las baterías pueden proporcionar mucha corriente de forma casi instantánea. Sin embargo, la pila de hidrógeno tiene cierto tiempo de respuesta (en torno a los dos segundos).

Además, la relación peso/potencia del Toyota Mirai no es muy brillante: con unos 9 kg/CV, registra una aceleración de 0 a 100 km/h de 9,2 segundos. De manera que el Mirai no ofrece buenas prestaciones. Están, según Toyota, en línea con su talante ecológico… pero desde luego no a la altura de su precio de 72.600 euros.

Ficha técnica del Toyota Mirai

• Pila: De hidrógeno, 128 kW
• Motor: Eléctrico, en el eje trasero
• Tracción: A las ruedas traseras
• Cambio: De una relación
• Potencia máxima: 182 CV (134 kW)
• Par máximo: 300 Nm
• Frenos del./tras.: Discos ventilados/discos
• Dimensiones: 4,98 x 189 x 148
• Peso: 1.975 kg
• Dep. hidrógeno: 3 (144 litros)
• Cap. hidrógeno: 5,6 kg a 700 bar
• Velocidad máxima: 175 km/h
• Aceleración 0-100 km/h: 9,2 segundos
• Consumo: 0,79 kg/100 km
• Precio: 72.600 euros