Els cotxes d'hidrogen són el futur de la indústria de l'automòbil. Com funcionen els cotxes d'hidrogen com el Toyota Mirai i el BMW X5?

Els cotxes d'hidrogen encara no ocupen una posició forta al mercat. Pocs fabricants decideixen centrar-se completament en el desenvolupament d'aquesta tecnologia. Es continua treballant principalment en motors elèctrics i motors de combustió interna o híbrids menys contaminants. Malgrat molta competència, els cotxes d'hidrogen són una curiositat. Què val la pena saber d'ells?

Com funciona l'energia de l'hidrogen?

El major avantatge dels vehicles propulsats per hidrogen és el seu respecte al medi ambient. Val a dir aquí que per poder-les definir d'aquesta manera cal respectar els principis de protecció del medi ambient també en el procés de producció. 

Els cotxes que funcionen amb hidrogen funcionen de tal manera que generen l'electricitat necessària per moure el vehicle. Això és possible gràcies a les piles de combustible instal·lades amb un dipòsit d'hidrogen que genera electricitat. La bateria elèctrica actua com a amortidor. La seva presència en tot el sistema de motor del vehicle és necessària, per exemple, durant l'acceleració. També pot absorbir i emmagatzemar energia cinètica durant la frenada. 

El procés que té lloc en un motor d'hidrogen 

També val la pena esbrinar què passa exactament al motor d'hidrogen del propi vehicle. La pila de combustible produeix electricitat a partir d'hidrogen. Això es deu a l'electròlisi inversa. La reacció en si és que l'hidrogen i l'oxigen de l'aire interactuen per formar aigua. Això genera calor i electricitat per accionar el motor elèctric.

Piles de combustible en cotxes d'hidrogen

Les piles de combustible PEM s'utilitzen en vehicles propulsats per hidrogen. És una membrana electrolítica de polímer que separa l'hidrogen i l'oxigen que envolten l'ànode i el càtode. La membrana només és permeable als ions d'hidrogen. Al mateix temps, a l'ànode, les molècules d'hidrogen es separen en ions i electrons. Els ions d'hidrogen passen a través de l'EMF fins al càtode, on es combinen amb l'oxigen atmosfèric. Així, creen aigua.

D'altra banda, els electrons d'hidrogen no poden passar per l'EMF. Per tant, passen pel cable que connecta l'ànode i el càtode. D'aquesta manera, es genera electricitat, que carrega la bateria de tracció i acciona el motor elèctric del cotxe.

Què és l'hidrogen?

Es considera l'element més simple, més antic i alhora el més comú de tot l'univers. L'hidrogen no té color ni olor específics. Normalment és gasós i més lleuger que l'aire. A la natura, només es presenta en forma lligada, per exemple, a l'aigua.

L'hidrogen com a combustible: d'on s'obté?

L'element H2 s'obté en el procés d'electròlisi. Això requereix corrent continu i un electròlit. Gràcies a ells, l'aigua es divideix en components separats: hidrogen i oxigen. El propi oxigen es forma a l'ànode i l'hidrogen al càtode. L'H2 és sovint un subproducte de processos químics, síntesi de gas natural o refinació de petroli cru. Una part important de la demanda d'hidrogen es cobreix amb fonts d'energia renovables.

Hidrogen de fonts renovables: quines matèries primeres pertanyen a aquest grup?

Val la pena aclarir quins materials específics es poden anomenar matèries primeres renovables. Perquè els vehicles d'hidrogen i piles de combustible siguin sostenibles, el combustible ha de provenir de fonts com ara:

• fotovoltaica;
• energia eòlica;
• energia de l'aigua;
• energia solar;
• energia geotèrmica;
• biomassa.

Cotxes d'hidrogen - Toyota Mirai

El Toyota Mirai 2022, així com el 2021, és un dels models més triats pels clients. Mirai té una autonomia de fins a 555 km i un motor elèctric de 134 kW situat a la part posterior del cotxe. L'energia es genera mitjançant piles de combustible a bord situades sota el capó davanter del cotxe. L'hidrogen s'utilitza com a energia primària i s'emmagatzema en dipòsits de l'anomenat túnel de cardans sota els seients posteriors. Els dipòsits contenen 5,6 kg d'hidrogen a 700 bar. El disseny del Toyota Mirai també és un avantatge: el disseny del cotxe no és futurista, sinó clàssic.

Mirai accelera a 100 km/h en 9,2 segons i té una velocitat màxima de 175 km/h.. El Toyota Mirai ofereix una potència constant i respon molt bé als moviments del conductor, tant en acceleració com en frenada.

Hidrogen BMW X5: un cotxe que val la pena prestar atenció

La línia de vehicles que funcionen amb hidrogen també inclou SUV. Un d'ells és el BMW X5 Hydrogen. El model en el seu disseny no difereix dels seus homòlegs de forn de la mateixa sèrie. Només els panells de llum o el disseny de les llandes poden diferir, però no es tracta d'incoherències notables. El producte de la marca bavaresa compta amb dos dipòsits capaços d'emmagatzemar fins a 6 kg de gas, així com piles de combustible amb una capacitat de fins a 170 CV. Curiosament, BMW ha unit forces amb Toyota. El model X5 que funciona amb hidrogen es desenvolupa amb la mateixa tecnologia que els cotxes del fabricant asiàtic Hydrogen NEXT. 

Els cotxes d'hidrogen són realment verds?

El principal avantatge dels cotxes d'hidrogen és que són respectuosos amb el medi ambient. Tanmateix, si aquest és realment el cas depèn en gran mesura de com es produeix l'hidrogen. En un moment en què el principal mètode d'obtenció de combustible és la producció amb gas natural, l'electricitat, que en si mateixa és mediambiental i lliure d'emissions, no redueix tota la contaminació que es produeix durant la producció d'hidrogen. Fins i tot després d'un ús prolongat del cotxe. Un cotxe d'hidrogen es pot anomenar completament verd si l'energia necessària per fer-lo funcionar prové totalment de fonts renovables. Al mateix temps, el vehicle és totalment segur per al medi ambient. 

Cotxes d'hidrogen - resum

Els vehicles elèctrics tenen una autonomia cada cop més gran i també són molt divertits de conduir. Tanmateix, recarregar vehicles elèctrics pot ser un repte. Els cotxes amb aquesta conducció demostraran ser excel·lents a les proximitats de grans ciutats, com ara Varsòvia.Encara hi ha poques estacions de servei d'hidrogen al nostre país, però això hauria de canviar el 2030, quan el nombre d'estacions augmentarà a més de 100, segons Orlen.