El futuro del automóvil está signado por diversas tecnologías, todas viables de alguna u manera. Los autos eléctricos, los combustibles alternativos, o bien otras soluciones parciales, llevarán en el futuro a cambiar la movilidad alrededor del mundo. Ante ello, Toyota es una de las marcas que apuesta a diversas soluciones, y los autos a hidrógeno o pila de combustible son una de ellas. Pero la marca nos acercó detalles de como funciona su tecnología.
En el caso del Toyota Mirai, su tecnología de pila de combustible no deja de ser una de las alternativas de electrificación. Toyota ofrece por un lado vehículos híbridos (HEV, por sus siglas en inglés); híbridos Plug-In o “enchufables” (PHEV); 100% eléctricos a batería (BEV) y eléctricos de celdas de combustible (FCEV), que aquí repasaremos.
Los FCEV (Fuel Cell Electric Vehicles) mueven sus ruedas mediante un motor eléctrico. La diferencia con los BEVs es que la energía eléctrica que utilizan no está almacenada en una batería que fue cargada desde una fuente externa, sino que produce su propia electricidad. Para esto utiliza dos componentes: el hidrógeno, almacenado en dos tanques de alta presión, y el oxígeno que obtiene del aire exterior. La magia ocurre dentro de la celda, o pila de combustible.
¿Cómo funcionan los autos a hidrógeno?
Como en una batería, una celda de combustible tiene dos electrodos: uno negativo (el ánodo) y uno positivo (el cátodo), que están apilados alrededor de un electrolito (una sustancia con conductividad eléctrica). Las celdas de Toyota utilizan tecnología PEM, una membrana de intercambio de protones donde se libera energía eléctrica a partir de una reacción electroquímica entre el hidrógeno y el oxígeno.
La membrana permite el paso de los protones del hidrógeno, pero no de los electrones, que serán los que produzcan la corriente eléctrica. En términos muy sencillos, el hidrógeno suministra electrones que el oxígeno capta. Así, a partir de esta reacción se obtienen dos productos: electricidad por un lado (que alimenta al motor) y agua por el otro (que se almacena en un depósito o directamente se libera en forma de vapor).
Autos a Hidrógeno: así funcionan
El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Está presente en los hidrocarburos, en las plantas y fundamentalmente en el agua. Existen muchos métodos para extraerlo, tanto desde el gas natural, como del carbón o la biomasa. El más prometedor de esos métodos, por su potencial para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, es el llamado “hidrógeno verde”. Se obtiene a partir de la electrólisis del agua, utilizando electricidad de fuentes renovables para el proceso. De esta manera, tecnologías como las del Mirai hacen un gran aporte a la mitigación del calentamiento global.
Toyota comenzó a investigar y trabajar en celdas de combustible en 1992. El Mirai fue lanzado al mercado en 2014 y en 2021 se presentó su segunda generación, con nueva tecnología Fuel Cell, que alcanzó las 20.000 unidades comercializadas.
Sin embargo esta tecnología tiene contras: la principal es la recarga de hidrógeno, ya que hay que establecer estaciones de carga, de alto costo, resulta muy inflamable, difícil de almacenar y supone un riesgo en seguridad en caso de accidente. Además, el almacenaje requiere de espacio suficiente dentro del vehículo, lo que condiciona sus proporciones.
De todas formas, se trata de una tecnología viable en algún futuro, ya que es de las más «limpias» entre todas las disponibles.