Estimad@s Clientes y/o amantes del LEAN:
A mí llamadme fan de Toyota, pero con el tiempo he aprendido
que cuando Toyota apuesta por algo, merece la pena estudiarlo con atención
Y si en la sede de Toyota se respira actualmente algo, eso
es….!!! HI-DRÓ-GE-NO!!!
El presente post es un homenaje a los que apuestan por el
hidrógeno como fuente de energía del futuro
En primer lugar, una declaración de intenciones de Toyota,
de esas que sirven para marcar estrategias que duran treinta años, sobre su
decidida apuesta por el hidrógeno
A continuación, va un maravilloso artículo generado por la
Asociación Española del Hidrógeno, extremadamente pedagógico para los que
quieran recibir un primer baño sobre esta apasionante tecnología
Después, hay una excelente explicación de cómo sacar
hidrógeno de las renovables, con una especie de parque solar, un
aparato de electrólisis alimentado por energía fotovoltaica que puede operar
como una plataforma independiente que flota en el mar. El electrolizador
fotovoltaico flotante guarda cierta semejanza a las plataformas
petrolíferas.
A continuación, un artículo sobre algo aún más
revolucionario, cómo generar hidrógeno a partir de agua y luz solar
Por último, una pequeña descripción de esa maravilla
de hidrógeno creada por Toyota, el Mirai
Feliz
lectura
1.
Two decades of technology research
We believe
the hydrogen fuel cell system is a technological breakthrough with the
potential to deliver sustainable, zero-emissions mobility as part of a low
carbon society.
We began
our research and testing programme 20 years ago. About the same time we started
work on Prius, and we are confident that we have succeeded in capturing the
benefits hydrogen can offer in a vehicle that meets the needs of today’s
customers. At the same time it addresses future concerns about air quality and
sustainability.
2. Desmontando mitos sobre el coche de hidrógeno
El presidente de la Asociación Española del Hidrógeno nos
aclara las principales dudas que existen sobre este elemento químico y su
utilización como combustible alternativo
El hidrógeno está llamado a ser uno de los combustibles del
futuro, posible sustituto de la gasolina o el gasoil, y una alternativa a los
coches eléctricos enchufables. Aunque tan solo un modelo, el Hyundai Nexo, se
puede matricular actualmente en España, y pese a que el número de puntos de
repostaje posibles se pueden contar con los dedos de una mano, en
Europa y Asia esta tecnología va tomando cada vez más peso. Además no
se pueden negar las dudas que este combustible genera, tanto por su
rentabilidad como su seguridad en el uso cotidiano. Por eso Javier Brey,
presidente de la Asociación
Española del Hidrógeno, nos resuelve muchos de los mitos que rodean a este
elemento químico como combustible para los coches del futuro más inmediato.
En primer lugar, suele ponerse en duda la rentabilidad del
hidrógeno debido a sus «posibles» elevados costes de producción, cuestionándose
si es factible asumirlo en la actualidad. Según Javier Brey, el coste de
producción de hidrógeno depende del método empleado. «Tradicionalmente, se ha
venido produciendo mediante el reformado con vapor de agua del gas natural. En
este caso, el coste depende directamente del coste del gas natural, al que se
debe sumar la amortización de los costes de inversión en el propio reformador».
Sin embargo, en el caso de que el hidrógeno se obtenga
mediante electrólisis del agua, Brey asegura que «el coste será directamente
proporcional al de la electricidad empleada en el proceso. Con electricidad
renovable a 2,5 céntimos el kWh (precios que ya existen en Asia o MENA, y que
se están alcanzando ya en Europa o América) el hidrógeno producido mediante
electrólisis es competitivo con el producido mediante reformado con
vapor del gas natural y, desde luego, se convierte en un combustible
alternativo viable», asegura. En el caso de emplear electricidad renovable
excedentaria los costes de producción de este hidrógeno serían mínimos, ya que
«se trata de una energía que se perdería si no fuera almacenada en forma de
hidrógeno. Por otra parte, los costes de inversión en los electrolizadores se
han reducido tan drásticamente en los últimos años que ya son competitivos con
los de los reformadores de gas natural, y, en muchos casos, son incluso muchos
menores».
Cómo se obtiene el hidrógeno
En cuanto a la producción del hidrógeno para su utilización
como combustible alternativo, en la actualidad existen múltiples métodos, entre
los cuales Brey explica cuáles son los más desarrollados:
Un primer método es el llamado «Reformado con vapor de agua
del gas natural». Este proceso «combina metano (principal componente del gas
natural) con vapor de agua para producir dióxido de carbono (CO2) e hidrógeno
mediante una reacción química endotérmica (requiere aportar calor al proceso).
Ha sido el método tradicional, y el que más se ha empleado para producir el
hidrógeno que la industria venía demandando».
Un segundo método es mediante la
electrólisis del agua. Así, empleando electricidad se disocia la
molécula de agua en sus componentes (hidrógeno y oxígeno). Conocido desde
hace décadas «resurge con fuerza ahora por la mejora de la electrólisis y por
la reducción en precio de la energía eléctrica renovable que hemos tenido en
los últimos años», según reconoce el presidente de la Asociación Española del
Hidrógeno.
La quema del gas natural (combinarlo con
oxígeno en proporciones de combustión) no produciría hidrógeno, sino dióxido de
carbono y agua (y energía térmica, o calor, obviamente), que son los únicos
productos de la combustión completa de cualquier hidrocarburo.
De dónde se obtiene la energía para la electrólisis
Una vez conocidos los métodos de obtención del hidrógeno, la
siguiente duda que surge es de dónde procede la energía necesaria para la
producción de la electrólisis, de modo que todo el proceso sea lo más eficiente
posible.
Según Brey, el objetivo es producir hidrógeno
mediante electrólisis empleando electricidad de origen renovable. De este
modo el hidrógeno estaría exento de emisiones no solo durante su uso, sino
también durante su producción.
La eficiencia del proceso de electrólisis supera el 80%.
Esto implica que por cada kWh de electricidad empleado obtendremos al menos 0,8
kWh en forma de hidrógeno (poder calorífico superior).
Cada kWh equivale a 3,6 MJ y el poder calorífico superior
del hidrógeno es de 141,86 MJ/kg. «Haciendo unos sencillos cálculos vemos que
con 1 MWh se conseguiría producir más de 20 kg de hidrógeno (equivalente a unos
2500 km de autonomía en un vehículo de pila de combustible)».
Para quienes duden de si la producción de hidrógeno es
contaminante, la respuesta es que dependerá del método empleado para la
producción. Así, Javier Brey explica que «actualmente, el hidrógeno se
obtiene mayoritariamente mediante reformado de gas natural con vapor de agua,
proceso que emite CO2 (si en este proceso se emplease biogás, las emisiones
netas de dióxido de carbono serían nulas). Pero esta producción ha sido la
tradicional, orientada al sector industrial que consumía hidrógeno».
A medida que las Energías
renovables se implantan, la disponibilidad de energía eléctrica
renovable y barata aumenta. Y así, «si el hidrógeno se obtiene mediante
electrólisis del agua y la electricidad empleada en este proceso es de origen
100% renovable, el hidrógeno estará exento de emisiones contaminantes, no solo
en su uso si no también en su generación».
Por otro lado, las pilas de combustible son dispositivos
electroquímicos, no máquinas térmicas, y, por tanto, su rendimiento no se
encuentra limitado por el límite de Carnot.
Una pila de combustible es un dispositivo
electroquímico que transforma, de forma directa, la energía química de
un combustible en electricidad de manera eficiente, silenciosa y fiable;
también produce calor y agua.
La pila de combustible no funciona por combustión, sino por
vía electroquímica, por lo que alcanza mayores eficiencias que los motores de
combustión interna. No tienen partes móviles por lo que no generan ruido, ni
vibraciones y su mantenimiento es más sencillo. Además, no generan emisiones
contaminantes, ni gases efecto invernadero; sólo agua.
¡Peligro, gas explosivo!
Otra de las grandes dudas que surgen ante la utilización del
hidrógeno como combustible es su posibilidad de explotar y arder. como ejemplo
en numerosas ocasiones se menciona el dirigible Hindenburg,
destruido a causa de un incendio cuando aterrizaba en Nueva Jersey el 6 de mayo
de 1937.
Pues bien, al igual que cualquier otro combustible, para que
ocurra una explosión o combustión del mismo se requiere un comburente (oxígeno)
y una fuente de energía para la ignición. Los depósitos que
almacenan el hidrógeno en el coche cuentan con grandes medidas de seguridad y
en su interior albergan hidrógeno en un 99,99% de pureza.
Además, se debe tener en cuenta que el hidrógeno es un gas
muy volátil, que, en el caso de existir una pequeña fuga, se
disiparía rápidamente no llegando a alcanzar las concentraciones necesarias
para darse condiciones explosivas. En espacios cerrados, como garajes, una
ventilación básica sería suficiente para garantizar la seguridad.
Además, el hidrógeno no es tóxico, por lo que respirar cierta cantidad mezclado
en el aire no presenta riesgos para la salud, y su impacto en el medioambiente
es bajo.
Javier Brey explica además que durante más de cien
años «se ha producido, transportado y empleado hidrógeno con fines
comerciales e industriales con un historial de seguridad ejemplar».
Las aplicaciones del hidrógeno como vector energético ya
cuentan con normas y estándares, al igual que para otros combustibles, que se
han desarrollado e implantado para
asegurar un transporte y utilización seguros. En este sentido cabe
destacar que la industria aeroespacial emplea hidrógeno como
combustible sin mayores incidentes, y que los automóviles de
hidrógeno, que ya están disponibles en el mercado, cuentan con sistemas
específicos de seguridad, han pasado todas las pruebas requeridas y son tan
seguros como cualquier otro vehículo del mercado. En este sentido, merece la
pena destacar que el Hyundai
Nexo (vehículo eléctrico de pila de combustible) ha obtenido la puntuación
máxima de cinco estrellas en las pruebas de seguridad de Euro NCAP,
convirtiéndose así en el SUV más seguro en el mercado.
En definitiva, el hidrógeno es un combustible que, como
cualquier otro, manejado con las debidas normas y medidas de seguridad,
es completamente seguro.
Pero ¿qué podría suceder en caso de accidente?. Al ser un
gas inflamable, es más o menos peligroso que si se prende fuego un coche de
gasolina?.
Brey explica que «ya en 2001 esta era una de las mayores
preocupaciones de los usuarios. Por ello, el Dr. Michael R. Swain, de la Universidad
de Miami, llevó a cabo un experimento en el que sometía a dos turismos de
idénticas características, uno con depósitos de hidrógeno comprimido y otro con
depósito de gasolina, a la misma eventualidad: sufrir una fuga de combustible
que se incendia».
En las siguientes imágenes, se puede comprobar lo que
sucedía (coche con depósitos de hidrógeno a la izquierda y con depósito de
gasolina a la derecha):
El hidrógeno, al tratarse de un gas muy volátil escapa
rápidamente hacia arriba, y cuando se provoca su ignición podemos ver una llama
en vertical que no logra dañar ninguna parte del vehículo. A medida
que transcurre el tiempo, el hidrógeno del depósito se va acabando y la llama
pierde fuerza hasta que termina por extinguirse, dejando en el vehículo daños
leves.
Por el contrario, la gasolina, a través de la fuga provocada
en el depósito, forma un aerosol que distribuye pequeñas gotas del combustible
por toda la cabina, especialmente hacia las zonas más bajas. Al provocar la
ignición del combustible las llamas se extienden rápidamente por todo el
vehículo. Al final del experimento el coche de gasolina termina completamente
calcinado, en condiciones de siniestro total.
¿Se puede generar hidrógeno con los excedentes de plantas
eólicas o solares?
Actualmente, el sistema eléctrico funciona de tal modo
que solo se produce la electricidad que va a ser consumida, la
electricidad demandada en ese momento. Esto implica que no existen excedentes
como tal, lo que ocurre es que las instalaciones no funcionan a pleno
rendimiento o incluso algunas se encuentran paradas o desconectadas. Es decir
«se está desaprovechando energía que se podría estar produciendo solo porque en
ese momento no hay demanda», según admite el presidente de la Asociación
Española del Hidrógeno.
Este problema se hace aún mayor a medida que aumenta el
porcentaje de energía renovable en el mix eléctrico. «Las energías renovables
no gestionables (como por ejemplo la energía solar o la eólica) son
intermitentes y con un fuerte carácter estacional. Esto implica que existirán
momentos de gran producción renovable en los que gran parte de la potencia
instalada esté desaprovechada y, al mismo tiempo, pueden pasar semanas con baja
producción renovable en las que se requiera de un aporte extra, para satisfacer
la demanda».
Por ello Javier Brey considera necesario un sistema de almacenamiento
energético a gran escala y durante largos periodos de tiempo (incluso
de estación del año a estación del año); este es otro de los grandes roles del
hidrógeno. En aquellos momentos en los que la
capacidad de producción eléctrica renovable exceda la demanda, en
lugar de parar esas instalaciones, la electricidad se derivaría a parques de
electrolizadores. «Allí se produciría hidrógeno para almacenarlo y volverlo a
transformar en electricidad, mediante el uso de pilas de combustible, en
aquellos momentos en los que la producción renovable no logre satisfacer la
demanda. Evidentemente, ese hidrógeno podría ser empleado para otros usos, como
el transporte o la industria».
La Agencia Internacional de Energías Renovables,
IRENA, destaca el papel del hidrógeno como complemento necesario a la
electricidad en la transición energética. El hidrógeno permitirá acoplar y
descarbonizar cuatro grandes sectores de la economía: la industria, los
edificios, la energía y el transporte, al mismo tiempo que aumenta la
flexibilidad del sistema eléctrico y facilita una mayor penetración de las
tecnologías renovables.
El siguiente esquema muestra el papel del hidrógeno como
elemento integrador de las distintas fuentes de energía renovables y los usos
finales:
Integración de renovables a aplicaciones de uso final
mediante hidrógeno - Hydrogen from Renewable Power: Technology Outlook for
the Energy Transition”, IRENA, 2018
a.Energía: la capacidad del hidrógeno para almacenar energía
a gran escala y durante largos periodos de tiempo es especialmente
útil para conseguir una mayor penetración de las energías renovables en el mix
eléctrico (permite llegar a un 100% de EERR en el mix de generación eléctrica).
b.Industria: en España existen numerosas industrias que
consumen hidrógeno como materia prima (refinerías, biorrefinerías, fábricas de
amoniaco, fertilizantes…). La posibilidad de emplear hidrógeno obtenido
de fuentes de energía renovables tanto como materia prima como para
obtener calor de proceso contribuiría ampliamente a la descarbonización de este
sector.
c.Residencial: la inyección de hidrógeno en la red de gas
natural reduciría el consumo de este combustible fósil, tan empleado en la
calefacción de edificios.
d.Transporte: los vehículos eléctricos de pila de
combustible complementarán a los de batería. Expanden el mercado de la
movilidad eléctrica a aplicaciones en las que las baterías se encuentran
actualmente limitadas (camiones, trenes, autobuses, barcos, carretillas…), o
proporcionando las mismas prestaciones de autonomía y tiempo de recarga que los
vehículos actuales
El «Hydrogen Council», lanzado en enero de 2017 en el Foro
Económico Mundial, entre cuyos miembros se encuentran compañías líderes que
invierten a lo largo de la cadena de valor del hidrógeno, que incluyen el
transporte, la industria y la exploración, producción y distribución de
energía, constituye actualmente el esfuerzo más grande liderado por la
industria para desarrollar la economía del hidrógeno.
Según la visión que el «Hydrogen Council» tiene para la
economía del hidrógeno en 2050, el hidrógeno es un pilar central de la
transformación de energía que se requiere para limitar el calentamiento global
a dos grados centígrados. Para alcanzar el escenario de dos grados, el mundo
necesitará hacer cambios dramáticos año tras año y reducir las emisiones de CO2
relacionadas con la energía en un 60% hasta 2050.
Según destaca Brey, el hidrógeno puede jugar siete roles
principales en esta transformación:
•Permite una mayor penetración de las EERR,
integrándolas más y mejor, a gran escala
•Permite una distribución sencilla de la energía,
entre sectores y entre regiones
•Permite una amortiguación de las diferencias
oferta-demanda en la red; almacenamiento
•Permite la descarbonización del transporte (vehículos
automóviles, trenes, barcos e incluso aviones)
•Sirve como materia prima para diferentes
combustibles, combinándolo con CO2 secuestrado
•Permite la descarbonización en la industria, por
ejemplo, como materia prima
•Permite la descarbonización de la energía en los
hogares
En las siete áreas de aplicación, el hidrógeno puede ofrecer
soluciones económicamente viables y socialmente beneficiosas.
Según datos del «Hydrogen Council», los vehículos eléctricos
de pila de combustible (FCEV, por sus siglas en inglés) jugarán un papel
esencial en la descarbonización del sector transporte. Además, la
descarbonización completa del transporte requerirá el desarrollo de vehículos
cero-emisiones como los FCEVs y los BEVs.
Todo tiene un precio, pero ¿es más caro o más barato que
el diésel?
Actualmente el precio del hidrógeno en las
estaciones de servicio en Alemania ronda los 9€/kg (cada kg de
hidrógeno se traduce en unos 125 km de autonomía del vehículo). Esto son unos 7,20
€ por 100 km recorridos. Sin embargo, este coste depende en gran medida del
método de producción de este hidrógeno.
Para los Juegos Olímpicos de Tokio, en el que todo el
transporte empleará vehículos de pila de combustible de hidrógeno, se espera
obtenerlo a costes muy inferiores.
Lo que sí se puede afirmar categóricamente es que el
hidrógeno, durante su uso, no es contaminante, ya que la única emisión asociada
es agua. Ya sea mediante su uso en pilas de combustible, para la obtención de
electricidad, como mediante su quema para la obtención de calor de
proceso o calefacción el hidrógeno, está exento de emisiones contaminantes.
El factor fundamental a tener en cuenta para hacer un
balance de la utilización del hidrógeno como combustible para automoción es el
tipo de transporte y vehículo del que estemos hablando. «Las circunstancias son
muy diferentes si nos estamos refiriendo a un vehículo pequeño de uso
urbano (tanto particular como de flotas de transporte) con recorridos
que, en muchos casos, no superan los 100 km/día, o si nos referimos al
transporte a grandes distancias, especialmente si consideramos el transporte
pesado», asegura Brey.
En la figura adjunta, extraída del documento «How hydrogen
empowers the energy transition» publicado por el Hydrogen Council, se
representa el tonelaje transportado frente a la distancia recorrida por día. En
ella se representa diferentes tipos de vehículos (ligeros urbanos, ligeros
comerciales, medianos y grandes de flotas o taxis, …). El tamaño de los
círculos de cada tipo de vehículo es proporcional al consumo de energía
anual del total de vehículos del tipo indicado. Como se puede
observar, el
balance energético más adecuado es diferente dependiendo del lugar del
diagrama en el que se sitúa cada tipo de vehículo. Para recorridos pequeños y
recorridos urbanos, los vehículos eléctricos de baterías (BEV) tienen un
balance muy apropiado, pero en cuanto el tamaño del vehículo y el recorrido diario
crece, el vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV) resulta más
apropiado. Grandes recorridos y tonelajes (aviones, barcos) en principio
requerirán de otras fuentes de energía, como los biocombustibles o los
combustibles sintéticos (que pueden producirse a partir de hidrógeno
sostenible).
Papel de los vehículos de pila de combustible en la
descarbonización del sector transporte - How hydrogen empowers the energy
transition”, Hydrogen Council, 2017
Un segundo factor a considerar es la estructura del parque
automovilístico y de la infraestructura de repostaje de energía. Como ejemplo,
en el caso de España, apenas un 20% de los vehículos particulares disponen de
un punto de aparcamiento nocturno fijo (garaje), por lo que la carga nocturna
de las baterías no resulta factible para el 80% restante. Para ellos es
necesaria, según Javier Brey, «una alternativa de repostaje, y esto
podría modificar ligeramente la figura anterior, haciendo que el
uso de los vehículos eléctricos de pila de combustible tenga también un balance
positivo en recorridos urbanos».
Artículo sacado del link:
Desmontando mitos sobre el coche de hidrógeno
3. Generación de hidrógeno a partir de renovables
sectormaritimo.- La Universidad de Columbia ha
desarrollado una nueva forma de producir hidrógeno mediante electrólisis en
agua salada utilizando energía fotovoltaica. Podrían ser las plataformas del
futuro, pero produciendo energía a partir de las renovables en lugar de extraer
petróleo.
El equipo de ingenieros químicos de la Universidad de
Columbia que han llevado a cabo este estudio ha desarrollado una forma de
generar hidrógeno a partir de la electrólisis del agua salada usando placas
fotovoltaicas para convertir la electricidad en combustible de hidrógeno
almacenable: una plataforma solar flotante para la electrólisis con agua
salada.
La gran mayoría del hidrógeno hoy día se produce a partir
del gas natural a través de reformado con vapor. Este consiste en exponer al
gas natural, de alto contenido en metano, al vapor de agua a alta temperatura,
al reaccionar libera CO2 y produce la separación de H2. Mediante
electrólisis, usando electricidad proveniente de la fotovoltaica puede producir
hidrógeno sin emitir CO2.
Han desarrollado un aparato de electrólisis alimentado por
energía fotovoltaica que puede operar como una plataforma independiente que
flota en el mar. El electrolizador fotovoltaico flotante guarda cierta
semejanza a las plataformas petrolíferas.
El estudio,
“Floating Membraneless PV-Electrolyzer Based on Buoyancy-Driven Product
Separation” se publicó en elInternational Journal of Hydrogen Energy.
La innovación, y la clave de esta investigación, es el
método por el que separan el hidrógeno del oxígeno producido por la
electrólisis. Los electrolizadores utilizan costosas membranas para mantener la
separación de estos dos gases. Este dispositivo tiene una novedosa
configuración del electrodo que permite la separación y recogida de gases
mediante burbujas flotando en el agua. El diseño permite una operación
eficiente con alta pureza en la producción y sin bombeo activo del electrolito.
Basado en el concepto de “separación inducida por la flotabilidad”, la simple
estructura del electrolizador produce hidrógeno con una pureza de hasta el 99%.
La simplicidad de la estructura del electrolizador
fotovoltaico hace de este diseño uno particularmente atractivo para aplicación
en agua de mar, gracias a su potencial económico y alta durabilidad
comparado con los dispositivos convencionales que contienen membranas. Los
dispositivos convencionales comerciales se basan en una membrana divisoria que separa
los electrodos en su interior, donde se produce el hidrógeno y el oxígeno,
pero el agua salada puede acabar destruyendo las membranas.
Finalizado el estudio en laboratorio, el equipo de
investigación procederá a continuación a refinar su diseño probándolo
directamente en el mar. También planean desarrollar diseños modulares para
poder construir sistemas a mayor escala.
La configuración de este innovador electrodo es crucial para
la operación. Los electrodos están recubiertos con un catalizador sólo por una
cara. Son electrodos asimétricos que favorecen la evolución de los gases
H2 y O2 sólo en la superficie de los electrodos donde los
catalizadores han sido depositados. Cuando las burbujas de H2 y
O2 crecen y se hacen suficientemente grandes, su flotabilidad causa que se
despeguen de la superficie del electrodo y floten hacia arriba hacia cámaras de
recolección separadas.
4. Descubren cómo generar combustible de hidrógeno a
partir de agua y luz solar
Un grupo de científicos de diversas universidades han creado
un nuevo material orgánico que reacciona a la radiación solar generando
hidrógeno a partir de agua.
Un grupo de científicos de las universidades de Liverpool,
el London College y el Instituto de Ciencia y Tecnología de China Oriental han
conseguido sintetizar un nuevo material orgánico que
puede convertir el agua en combustible de hidrógeno utilizando
la luz solar. La producción fotocatalítica de hidrógeno podría convertirse en
una abundante fuente de energía para la que tan solo serían necesarios dos
elementos tan abundantes en la Tierra como son el agua y la radiación solar.
El catalizador orgánico
necesario para llevar a cabo el proceso de división de átomos por el que se
separa el hidrógeno del oxígeno se puede construir a partir de elementos
baratos y abundantes, como el carbono, el nitrógeno y el azufre. El equipo
liderado por los científicos de la Universidad de Liverpool usó una combinación
de experimentos empíricos y cálculos computacionales de estructuras moleculares
para descubrir la composición de este fotocatalizador orgánico que podría
resultar revolucionario y acelerar el uso del hidrógeno como vector energético.
El nuevo material utiliza energía solar para generar
hidrógeno a partir de agua.
“Para lograr altas tasas de evolución del hidrógeno,
se necesita una buena afinidad con el agua, una amplia absorción de luz, un
área de superficie alta y una alta cristalinidad. Al introducir todas estas
características en un material, obtuvimos un fotocatalizador muy activo",
detalló Xiaoyan Wang, estudiante de doctorado en química por la
Universidad de Liverpool.
El proyecto, una colaboración multinacional en la que
participaron investigadores de China, Alemania, Holanda y Reino Unido, estuvo
liderado por el profesor Andrew Cooper, quien considera que estamos ante “un
buen ejemplo de la necesidad vital de contratar a los mejores investigadores de
todo el mundo y colaborar con equipos en otros países”. “La ciencia de máximo
nivel es una labor internacional”, aseguró.
El programa ha sido financiado por el Consejo de
Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), el Centro de
Investigación para el Diseño de Materiales Funcionales de Leverhulme y el
Consejo Europeo de Investigación. Con un presupuesto de 81 millones de
libras (91,6 millones de euros), la Fábrica de Materiales Innovadores
cuenta con unas instalaciones de 11.600 metros cuadrados para la investigación
y desarrollo de materiales avanzados.
5. Una revolución tecnológica, el MIRAI de TOYOTA
El Mirai utiliza el sistema de pila de combustible de Toyota
(TFCS, Toyota Fuel Cell System), que incorpora tecnología de pila de
combustible y tecnología híbrida, e incluye el nuevo diseño FC Stack y los
depósitos de hidrógeno a alta presión patentados por Toyota.
Cómo funciona
El TFCS es más eficiente desde el punto de vista energético
que los motores de combustión interna, y no emite CO2 ni contaminantes al
funcionar. Por otra parte, los conductores pueden esperar el mismo nivel de
comodidad que la que ofrecen los vehículos con motor de gasolina, con una
generosa autonomía y un tiempo de repostaje de hidrógeno de unos tres minutos.
El sistema emplea componentes desarrollados por Toyota, como
el Toyota FC Stack, el convertidor de voltaje FC y depósitos de hidrógeno a
alta presión.
Grandes prestaciones
El nuevo FC Stack de Toyota alcanza una potencia máxima de
114 kW (155 CV DIN), y una densidad energética de primera clase, de 3,1 kW/L
(2,2 veces superior a la del modelo anterior Toyota FCHV-adv de arrendamiento
limitado).
Se ha desarrollado un nuevo y compacto convertidor de alta
eficiencia y gran capacidad, para aumentar la potencia generada por el sistema
Toyota FC Stack hasta los 650 voltios. El mayor voltaje ha permitido reducir
las dimensiones del motor eléctrico y el número de celdas del Toyota FC Stack,
lo que ha dado lugar al sistema de pila de combustible de Toyota, más pequeño y
con mayor rendimiento, lo que implica unos costes más reducidos.
Nivel superior de estabilidad de manejo y silencio
La gran potencia del Toyota FC Stack y el control óptimo de
la energía de la batería impulsan el motor eléctrico y garantizan una potente
respuesta a cualquier velocidad del vehículo. El resultado es un aumento
inmediato del par en cuanto se toca el acelerador, y una aceleración suave y
potente a partir de ahí.
La estabilidad de manejo y el confort de marcha mejoran
gracias a la ubicación de componentes importantes, como el Toyota FC Stack y
los depósitos de hidrógeno a alta presión, centrados bajo el suelo, para
conseguir un bajo centro de gravedad y una distribución óptima del peso entre
delante y detrás, así como el uso de una carrocería de gran rigidez, que
presenta una mayor solidez en torno a la suspensión trasera.
La cubierta inferior completa y las luces de posición de
diseño aerodinámico reducen la resistencia del viento y contribuyen a mejorar
la eficiencia de combustible y la estabilidad de manejo. Las aletas
aerodinámicas empleadas a los lados de los faros combinados traseros mejoran la
estabilidad en línea recta.
Se consigue un silencio excepcional gracias al
funcionamiento del motor eléctrico a cualquier velocidad y a un menor ruido del
viento, además del sellado de todas las piezas de la carrocería y el uso de
materiales de absorción o bloqueo acústico, dispuestos de forma óptima por el
habitáculo, incluido el uso de vidrio amortiguador del ruido en el parabrisas y
en todas las ventanillas.
El modo de freno asistido hace un uso eficiente del frenado
regenerador mejorando el frenado cuando el conductor quiere reducir
sustancialmente la velocidad del vehículo, por ejemplo, en largos tramos de vía
en pendiente descendente.
Un futuro con hidrógeno
La necesidad de un combustible fósil alternativo es obvia y
real, y en Toyota creemos que el hidrógeno es el camino a seguir. Se trata del
elemento más abundante en el universo. Se encuentra en casi todas partes, desde
el agua hasta las plantas, y ya es lo bastante potente como para proporcionar
energía a nuestros hogares y edificios. Ahora, está en disposición de alimentar
el sector de la automoción.
Una reacción química
Al bombear hidrógeno en el Mirai, el gas se desplaza hasta
unos depósitos de combustible con filtro de carbono, donde se almacena. Una vez
en movimiento, las rejillas delanteras de admisión llevan aire del exterior
hasta la pila de combustible, y el hidrógeno va desde los depósitos hasta el
mismo sitio.
Allí, cada elemento experimenta una reacción química, de la que resulta la electricidad que hace funcionar el vehículo. Al pisar el acelerador, la electricidad de la pila de combustible se envía al motor eléctrico; ¿y sabes cuál es el único subproducto de este proceso en la pila de combustible? Agua, que sale fácilmente por el tubo de escape.
De hecho, se puede decir que el nuevo Mirai deja huella sin dejar ninguna huella.
Allí, cada elemento experimenta una reacción química, de la que resulta la electricidad que hace funcionar el vehículo. Al pisar el acelerador, la electricidad de la pila de combustible se envía al motor eléctrico; ¿y sabes cuál es el único subproducto de este proceso en la pila de combustible? Agua, que sale fácilmente por el tubo de escape.
De hecho, se puede decir que el nuevo Mirai deja huella sin dejar ninguna huella.
El Mirai se comercializará en determinados mercados europeos
(Reino Unido, Alemania y Dinamarca) a partir de septiembre de 2015.
El futuro ya está aquí; y se llama Mirai…
Como siempre, he incluido estas reflexiones en mi blog https://historiasdellean.blogspot.com/:
No dejéis que nadie os estropee el fin de semana
Un cordial saludo
Álvaro Ballesteros
Enhorabuena Álvaro, buen resumen.
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