El coche con motor de hidrógeno utiliza como combustible un gas incoloro e inoloro, que resulta tan limpio que sólo emite agua en su combustión.

Hace años las marcas de coches sólo prestaban atención al diseño, la potencia, y la velocidad para el usuario, y la rentabilidad para los inversores. Sin embargo, actualmente el consumo y la contaminación son dos de los aspectos más valorados por los clientes finales.

La conciencia de sostenibilidad avanza y el fabricante que no cuide la huella de carbono en el planeta estará fuera del mercado automovilístico en un futuro cercano. La búsqueda de nuevas fuentes de energía se ha convertido en el mayor desafío del transporte. Las marcas gastan millones en I+D, realizan planes estratégicos a corto, medio y largo plazo.

El funcionamiento de un motor de hidrógeno para coche

Los motores impulsados por hidrógeno son similares a los motores de combustión. No obstante, existen algunas diferencias importantes.

Si consideramos un motor de cuatro tiempos, el motor de combustión de hidrógeno emplea un diseño de cuatro tiempos para la admisión, compresión, ignición y escape. Es más, incluso produce el mismo tipo de sonido.

Como sabrás, el hidrógeno es el combustible con mayor relación de energía por unidad de masa. Su principal diferencia respecto a un motor de gasolina radica en que, en lugar de gases NOx tóxicos, los motores de hidrógeno producen agua como el principal producto de su ciclo de combustión.

Si bien es cierto que debido al calor producido por el motor todavía hay algunas emisiones nocivas de NOx, estas son muy inferiores a las de un motor de gasolina. Por otra parte y, dadas las diferencias entre ambos combustibles, los tipos de relaciones existentes entre aire-combustible, compresión, tiempo y energías de ignición son muy diferentes.

¿Qué es el motor de hidrógeno para coches?

El motor sigue siendo el núcleo que impulsa los coches. La energía que alimenta los motores hasta hace poco era combustible fósil (diesel, gasolina o gas) y electricidad, pero ahora el combustible de hidrógeno ofrece un gran atractivo ambiental y energetico. Los motores de hidrógeno generan energía a través de la combustión de hidrógeno. Utilizan sistemas de suministro e inyección de combustible ligeramente modificados respecto a los motores de gasolina.

La combustión en los motores de hidrógeno ocurre a un ritmo más rápido que en los motores de gasolina. Esto provoca una buena capacidad de respuesta. Los motores de hidrógeno también tienen el potencial de transmitir la diversión de conducir, incluso a través de sonidos y vibraciones.

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El motor de coche con pila de hidrógeno

Los motores de coches impulsados con pila de hidrógeno emplean este gas para mover un motor eléctrico. Se genera la electricidad en la pila de hidrógeno y la energía acciona el motor. 

Esto es diferente a los motores de combustión interna alimentados por hidrógeno que funcionan como los motores del GLP y GNC, al fin y al cabo todos son gases. El hidrógeno puede tener una relación aire-combustible tan pobre como 180:1, pero una relación de compresión mucho más alta al tener un índice de octano más alto.

El motor de hidrógeno y diesel: lo último en automoción

Los coches híbridos, eléctricos, de pila de hidrógeno o de gas, así como los combustibles sintéticos son los avances más frecuentes. Sin embargo, la empresa MAN ha sorprendido con un motor dual. Es capaz de funcionar indistintamente con hidrógeno o gasóleo. Desarrolla más de 1.000 CV por lo que también es adecuado para autobuses de hidrógeno. Según el comunicado de la marca, puede emitir hasta un 80% menos de CO₂.

La base de este motor es el propulsor D2862 LE448. Tiene una bancada de doce cilindros en V para desarrollar 1.019 CV de potencia a 2.100 RPM. Este tipo de motor es ampliamente usada en barcos y embarcaciones de recreo.

Según ha manifestado los responsables de diseño de MAN, las únicas modificaciones con respecto al motor original están en la admisión. Un adaptador permite introducir el hidrógeno directamente en la rampa de inyección. Desués, el combustible continua su camino hacia las cámaras de cada cilindro.

La combustión se produce de la misma forma que en un motor convencional. Para garantizar su funcionamiento se ha instalado una unidad de control electrónico. Este tiene un software que determina el uso de ambos combustibles ppara obtener el mejor rendimiento.

Los problemas del motor de hidrogeno de combustión

Hay dos problemas en un motor de combustión interna de hidrógeno. Por una parte, el hidrógeno no es tan denso como otros combustibles, lo que significa que necesitamos mucha cantidad para ejecutar un trabajo mínimo.

Si eso lo combinamos con la ineficiencia inherente a un motor de pistones, que en el mejor de los casos solo está convirtiendo alrededor del 30% de la energía del combustible en movimiento, esto nos lleva a una tremenda decepción. Además, cuando se quema hidrógeno, también se obtienen algunas emisiones nocivas de NOx, como ocurre en los diésel.

Esa es la razón por la que se utiliza el hidrógeno en una pila de combustible para generar electricidad y no en los motores de combustión: son más limpios y mucho más eficientes. Además, los problemas de seguridad que acompañan al hidrógeno hacen que apenas haya infraestructura de recarga de vehículos de hidrógeno.

Los coches de hidrógeno disponibles para comprar en España en 2024

De momento, sólo hay dos coches de hidrógeno a la venta en España: el Hyundai NEXO y el Toyota Mirai. Las ventas están siendo escasas. En el año 2022 sólo se matricularon 4 unidades de coches con motor de hidrógeno. El pasado año, la cifra se superóo en una unidad. Sin embargo, ya hemos superado el primer paso, que es el más dificil.

La construcción de hidrógeneras será el hito definitivo para el aumento de las ventas. Actualmente, hay 20 hidrogeneras en ciudades como Barcelona, Madrid, Zaragoza, Sevilla, Huesca, Puertollano, Albacete y Sevilla. De estas, 8 son públicas y las otras 12 son privadas. También hay otras 12 estaciones en construcción.

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Hyundai NEXO

El coche de hidrógeno de Hyundai es un SUV que salio a la venta en nuestro pais en el año 2018. Se fabrica en la planta de Hyundai en Ulsan (Corea del Sur). El precio de mercado asciende a 73.450 euros.

Cuenta con tres depósitos de hidrógeno de alta presión. Basta con 5 minutos para repostar los casi 157 litros de hidrógeno (o 6,7 kilogramos de hidrógeno) en una hidrogenera para recuperar los 666 km de autonomía oficial.

La batería del Hyundai Nexo tiene una capacidad de 40 kW. Dota de energía a un motor eléctrico con 120 kW/163 CV de potencia. Gracias a un par máximo de 395 Nm, el Hyundai NEXO ofrece unas prestaciones modestas: acelera de 0 a 100 km/h en 9,2 segundos y cuenta con una velocidad máxima de sólo 179 km/h.

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Toyota Mirai

El Toyota Mirai es una berlina de 4,97 metros de longitud. Su precio actual es 75.600 euros. La segunda generación de este coche de hidrógeno tiene una potencia total de 182 CV y 300 Nm de par motor y pasa de 0 a 100 km/ en 9 segundos..

Al igual que el NEXO está equipado con tres depósitos de hidrógeno de alta presión, colocados en forma de “T”: uno largo que recorre longitudinalmente el Mirai y dos más pequeños situados bajo los asientos traseros y el maletero. Puede almacenar 142 litros de hidrógeno o 5,6 kilogramos a 700 bares, con los que puede recorrer 650 km.

Fuentes: Hyunday y Toyota

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El funcionamiento de un coche con motor de hidrógeno

Cómo funciona un coche con motor de hidrogeno

Los componentes de un coche de hidrógeno son:

Unidad de control de la energía: es el mecanismo encargado de controlar la entrega de potencia.

Convertidor de voltaje: aumenta la diferencia de potencial generada por el sistema de pila de combustible hasta los 650 voltios. Se emplea para obtener una mayor tensión a la salida que a la entrada.

Batería: es la encargada de almacenar la energía generada por la pila de combustible y la recuperada de la deceleración.

Motor eléctrico: es impulsado por la electricidad generada por la pila de combustible y suministrada por la batería.

Pila de combustible: donde la energía química procedente de la aportación de hidrógeno de los depósitos y oxígeno del aire se transforma en energía eléctrica. 

Depósitos a alta presión: son depósitos de hidrógeno cilíndricos que almacenan el combustible de hidrógeno a alta presión .

Además cuenta con otros dispositivos de gran importancia para garantizar la seguridad, como válvulas de sobrepresión, y detectores de fuga del hidrógeno.