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¿Qué es una pila de combustible en un coche eléctrico?

Los coches eléctricos con pila de combustible eran y siguen siendo una alternativa a los coches con motor de combustión que no han ganado tanta relevancia como los coches eléctricos puros de batería. Sin embargo, no se ha renunciado a su desarrollo. El hidrógeno es la clave en estos vehículos, también conocidos como FCEV. Pero no la combustión de hidrógeno. Como todo esto puede resultar complicado, vamos a aclararte todo lo que todavía no tienes claro sobre qué es, y qué no es, una pila de combustible.

Pila de combustible: un poco de todo

Si hay algo que diferencia a los coches con batería de los coches térmicos, es precisamente que mientras que los primeros son coches con motor eléctrico, los segundos son coches con motor de combustión. Pues bien, una pila de combustible, por su propio nombre, tiene algo de ambos. Tiene una pila o batería, y tiene también un combustible. La batería es similar a la que está presente en cualquier vehículo con propulsión eléctrica, aunque más pequeña, dado que no tiene que almacenar toda la energía con la que el coche se alimentará.

El combustible pueden ser diferentes productos que por sus cualidades químicas puedan convertirse a electricidad. Sin embargo, hoy por hoy los coches con pila de combustible están basados principalmente en el hidrógeno.

¿Qué es una pila de combustible?

Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que convierte directamente la energía química almacenada en un combustible, como el hidrógeno, en electricidad mediante un proceso de reacción química. Este sistema consta de varias celdas que contienen electrodos y un electrolito, permitiendo la generación de electricidad de manera eficiente y limpia.

En el caso específico de una pila de combustible de hidrógeno, el hidrógeno fluye hacia el electrodo anódico, donde se separan los electrones y los protones. Los electrones generan electricidad al pasar a través de un circuito externo, mientras que los protones atraviesan el electrolito para llegar al electrodo catódico. En este punto, se combinan con oxígeno y electrones en el lado del cátodo para formar agua, siendo este el único subproducto de la reacción.

Este proceso electroquímico proporciona una fuente continua de electricidad sin las emisiones nocivas asociadas con la combustión de combustibles fósiles.

Toyota Mirai Pila De Combustible Conector Externo

Diferencias entre una pila de combustible y un motor de combustión

A pesar de que ambos sistemas cuentan con un combustible, la forma de utilizarlos es radicalmente diferente. En el caso de un motor de combustión, se utiliza la generación de energía en forma de calor para desplazar pistones y producir energía mecánica que es la que produce a la postre el movimiento cinético del vehículo. Aquí combustibles como la gasolina y los derivados del petróleo son especialmente eficientes generando mucha energía en la combustión.

Sin embargo, la pila de combustible se basa en una característica química del hidrógeno, y es su tendencia a liberar electrones. La pila de combustible es un ecosistema con las condiciones ideales para que el hidrógeno libere electrones, que recorren el circuito eléctrico del vehículo hasta una batería o hasta el motor, alimentando bobinas eléctricas que generan un campo magnético que hace girar al rotor. Mientras que un motor de combustión convierte energía química a energía térmica y esta a energía mecánica, un sistema de pila de combustible convierte energía química a energía eléctrica y esta a energía cinética por medio del motor eléctrico.

Que Es Fcev Pila De Combustible

¿Qué no es una pila de combustible?

No todo los vehículos de hidrógeno son vehículos eléctricos con pila de combustible, y este es el factor clave que hay que comprender para no confundirlos. Por ejemplo, Kawasaki, Honda, Yamaha y Suzuki, junto a Toyota, están trabajando en el desarrollo de una moto con un motor alimentado por medio de hidrógeno. Pero este motor no sería un motor eléctrico, sino que sería un motor de combustión. De hecho, alguno de los prototipos ya presentados por Kawasaki cuenta con el mismo motor de cuatro cilindros de la Kawa Ninja. Lleva solo algunos ajustes para poder trabajar con un combustible diferente, pero en esencia es el mismo motor.

¿Por qué tener un vehículo de hidrógeno que no es eléctrico? Por el peso. Las baterías pesan muchísimo. Y en una moto eso es un problema. Los motores de hidrógeno también cuentan con baterías, por lo que esto plantea problemas de estabilidad en una motocicleta, donde añadir más potencia no sirve para compensar el hecho de tener que llevar mucho más peso cuando hay que tumbar la moto para tomar una curva, o cuando se hace necesario frenar un vehículo que va circulando sobre dos pequeñas ruedas.

El papel del hidrógeno en estas motos es simplemente actuar como un sustituto de la gasolina. El hidrógeno es una alternativa de combustible limpio respecto a la gasolina. Cuando el hidrógeno entra en combustión, solo se emite agua. Y el hidrógeno pesa muy poco. Es verdad que ocupa mucho más espacio, y por eso los prototipos que se han lanzado hasta ahora cuentan con un gran depósito de hidrógeno. Pero al pesar mucho menos, esto no supone un problema a nivel de estabilidad y frenado.

Así, aunque veamos motos de hidrógeno, y también algún otro vehículo que pueda ir llegando con motor de hidrógeno como el buggy que participa en el Dakar, lo cierto es que estos vehículos, en realidad, no cuentan con una pila de combustible. Sin embargo, coches como el Toyota Mirai o el Hyundai Nexo  sí son coches con pila de hidrógeno que, además, son de los pocos a la venta en España.

Foto de Emmanuel Jiménez

Emmanuel Jiménez

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