motores de hidrógeno
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MOTORES DE HIDRÓGENO
Por: Juan Sebastián Tabares BedoyaJosé Daniel Cardona Cárdenas
INTRODUCCIÓNLa tecnología del hidrógeno puede ser una de las alternativas energéticas al petróleo que permita sortear los problemas ambientales que plantea el actual uso de combustibles fósiles, que es insostenible, pero sólo en el plazo de varias décadas, y a condición de que se invierta masivamente desde ahora.
¿QUÉ ES EL HIDRÓGENO?Es el elemento más ligero, más básico y más ubicuo del universo. Cuando se utiliza como fuente de energía, se convierte en el combustible eterno.
Se encuentra por todo el planeta: en el agua, en los combustibles fósiles y en los seres vivos. Raramente aparece en estado libre en la naturaleza.
¿QUÉ ES EL HIDRÓGENO?La fuente más común de hidrógeno es el agua. Se obtiene por la descomposición química del agua en oxígeno e hidrógeno partir de la acción de una corriente eléctrica (electrólisis) generada por fuentes de energía renovable (solar fotovoltaica, eólica, etc.). Este proceso divide el agua, produciendo oxígeno puro e hidrógeno.
El hidrógeno obtenido puede ser comprimido y almacenado en celdas por varios meses hasta que se lo necesite. El hidrógeno representa energía almacenada, se puede quemar como cualquier combustible para producir calor, impulsar un motor, o producir electricidad en una turbina.
¿QUÉ ES LA ELECTROLISIS?La electrolisis es una simple manera de producir hidrógeno. Se usa para separar el hidrógeno del oxígeno. En el caso de los vehículos la electricidad es producida por el alternador.
INFLAMABILIDAD DEL HIDRÓGENO
NÚMERO DE OCTANOSEl hidrógeno posee un elevado número de octano, con lo que es especialmente resistente a golpeteos, aun cuando se realizan combustiones con mezclas muy pobres.
CombustibleNúmero de
octano
Hidrógeno 130
Metano 125
Propano 105
Octano 100
Gasolina 87
Diesel 30
VENTAJAS DEL HIDRÓGENOMejor calidad del aire, salud humana y clima.
No se produce ningún tipo de contaminación ni se consumen recursos naturales.
No es tóxico, en fugas o accidente menos peligro.
Alta eficiencia en las celdas de combustible.
La célula de combustible, es prácticamente silenciosa.
Las celdas de combustible tendrán una vida útil mucho más extensa y requieren muy poco mantenimiento.
DESVENTAJAS DEL HIDRÓGENO
Como no es un combustible primario entonces se incurre en un gasto para su obtención.
Requiere de sistemas de almacenamiento costosos y aun poco desarrollados.
Elevado gasto de energía en la licuefacción del hidrógeno.
Elevado precio del hidrógeno puro.
Necesita inversión importante para poder llevar la tecnología hasta el estado de maduración necesaria para convertirse en realidad.
LOS VEHÍCULOS DE HIDRÓGENO
Estos vehículos utilizan generalmente el hidrógeno en uno de estos dos métodos: combustión o conversión de pila de combustible.
En la combustión, el hidrógeno se quema en un motor de explosión, de la misma forma que la gasolina.
En la conversión de pila de combustible, el hidrógeno se convierte en electricidad a través de pilas de combustible que mueven motores eléctricos – de esta manera, la pila de combustible funciona como una especie de batería.
EL MOTOR DE HIDRÓGENO
El motor de hidrógeno se ha convertido en una de las alternativas más comentadas para los nuevos vehículos no contaminantes. El hidrógeno posee más potencia en relación energía/ peso que cualquier otro combustible, y además produce poca o ninguna contaminación, ya que sólo libera vapor de agua en su “combustión”.
Casi todos los grandes fabricantes de vehículos están trabajando en nuevos modelos que incluyen motor de hidrógeno (Honda FCX, BMW 745H, Nissan X-Trail FCV, Toyota HighLander FCHV, Opel Zafira Hydrogen 3, Mercedes F800 Style o Mercedes Clase B Fuel Cell).
MOTORES DE HIDRÓGENO DE COMBUSTIÓN INTERNA
Características constructivas similares a los motores de combustión interna convencionales que desarrollan sus prestaciones potenciales por la ignición del hidrógeno dentro de la cámara de combustión.
ELECTROLISIS EN EL SECTOR AUTOMOTRIZVemos como el ánodo o polo positivo atrae el oxígeno y el cátodo o polo negativo atrae las burbujas de hidrógeno. Cuando estas burbujas son lo suficientemente grandes suben a la superficie para ser encaminadas hacia la admisión del motor.
ESQUEMA DE INSTALACIÓN DE UN KIT DE HHO
MOTOR ROTATIVO TIPO WANKELEste tipo de motor rotativo es muy característico de la marca MAZDA y parece ser el motor ideal para la combustión del hidrógeno como combustible, según resultados obtenidos principalmente, debido a la propia a la configuración de este motor, respecto de las dificultades de combustión que se presentan en los motores alternativos.
REFERENCIAS
• Familiar C., (2010-2011), Inyección de Hidrógeno como potencial mejora de los motores actuales, pág. 16.
• Moratilla B. Y., (2012) Hidrógeno: un presente para el futuro; pág. 1-6. • Folio C., (2013), Identificación y Simulación de un Motor de Combustión de Hidrógeno. • Gómez J., Hernández G., (2010), Efectos del Uso de un Motor de Hidrógeno sobre el Medio Ambiente, XXIII Congreso de Investigación Cuam-Acmor. • Jordan J., Zhigui C., Melquiades F., (2010), Diseño de un Prototipo para un Sistema de Alimentación de Gas Hidrógeno como Combustible Alternativo para un Motor Ciclo Otto, Cuenca.