Reabastecimiento y suministro de hidrógeno

Sí, el hidrógeno se puede utilizar como combustible para automóviles, autobuses, trenes, camiones pesados, vehículos militares, barcos, aviones y cualquier otro medio de transporte basado en la combustión. Los denominados vehículos de hidrógeno, incluidos los automóviles de hidrógeno, utilizan celdas de combustible para convertir la energía química de la molécula de hidrógeno en energía mecánica. Los motores de combustión también pueden quemar hidrógeno licuado como combustible, que hoy en día se utiliza principalmente en la industria espacial. Pero el H2 líquido también puede alimentar vehículos comerciales y de pasajeros con motores diseñados para gasolina o diésel con la misma eficiencia, tras realizar algunas modificaciones necesarias. El alcance y el costo del hidrógeno son comparables a los de la gasolina, la principal diferencia es que los gases de escape de la combustión del gas contienen CO2 y el hidrógeno solo produce vapor de agua.

Una celda de combustible es una central electroquímica compacta (del tamaño de una maleta o más pequeña) que convierte una fuente continua de combustible y oxígeno en electricidad mediante reacciones químicas en lugar de combustión. Las celdas de combustible de hidrógeno generan electricidad al cambiar la carga de los iones de hidrógeno que se desplazan desde el combustible H2 a través de un electrolito (normalmente platino) junto con oxígeno, donde reaccionan liberando electrones y vapor de agua. Las celdas de combustible pueden producir electricidad de manera continua si se suministran combustible y oxígeno a la velocidad adecuada.

Las celdas de combustible de hidrógeno son aproximadamente dos veces más eficientes energéticamente (40 %-60 %) que el motor de combustión interna típico de un automóvil (25 %), pero sin las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, son extremadamente ligeras y ocupan mucho menos espacio, lo que permite aumentar la capacidad de almacenamiento de combustible en un vehículo determinado. Además, su vida útil es comparable a la de los motores de combustión.

Al igual que todas las tecnologías de celdas de combustible que se están desarrollando actualmente, las celdas de combustible de hidrógeno requieren capacidades precisas de medición y control para garantizar que el proceso de conversión de energía electroquímica se mantenga con los caudales y presiones adecuados, que son relativamente altos. El costo de fabricación de los electrolitos de platino también puede ser elevado, aunque se están desarrollando nuevos métodos para reducir la cantidad necesaria.

Las soluciones de automatización móvil, como los controladores lógicos, las válvulas solenoides y los reguladores de presión, son lo suficientemente confiables y duraderas como para garantizar que se suministren a la celda de combustible los niveles óptimos de hidrógeno y oxígeno a la presión adecuada. Dado que cada aplicación es diferente y existen preocupaciones en materia de seguridad debido a las presiones que implican, estas tecnologías son escalables y están clasificadas para todo tipo de vehículos, desde automóviles de pasajeros hasta buques de carga, pasando por todo lo demás.

Para los conductores, las estaciones de servicio de hidrógeno son similares a las estaciones de servicio tradicionales de gasolina con bombas manuales. Pero la estación en sí es una planta de alta tecnología que convierte el hidrógeno almacenado en tanques en líquido iónico H2 listo para el motor, condensándolo a presión extremadamente alta mediante compresores. El líquido debe mantenerse a –40 grados Celsius (–40 Fahrenheit) después de su compresión para que no vuelva a convertirse en gas antes de su dispensación.

Las tecnologías de automatización avanzadas, como los medidores de caudal másico Coriolis con una precisión del 0,5 %, los controladores basados en microprocesadores que permiten un control algorítmico preciso de la presión, los detectores de llama de hidrógeno a larga distancia, los sensores de temperatura no intrusivos diseñados para frío extremo y las válvulas capaces de soportar altas presiones de funcionamiento de hasta 15 000 libras por pulgada cuadrada, se desarrollaron específicamente para adaptarse a las aplicaciones de abastecimiento de hidrógeno, lo que contribuye a que sean más seguras, más fáciles de mantener y más viables comercialmente como alternativa a las estaciones de servicio.