Generador de hidrógeno para coches

Tipos de generadores de hidrógeno para automóviles

El generador de hidrógeno para automóviles no es un producto único, sino que existe en varios tipos. Cada tipo tiene una forma única de producir y utilizar combustible de hidrógeno. Estos son los tipos comunes de generadores de hidrógeno para automóviles.

• Generador de hidrógeno electrolítico

  Este generador produce hidrógeno separando el agua en hidrógeno y oxígeno con electricidad. Suena técnico, pero es simple. Cuando la electricidad pasa a través del agua, las moléculas de agua se separan. Luego, el generador recolectará el hidrógeno producido. La parte importante de este generador es el electrolizador. Esa es la máquina que utiliza la electricidad para dividir el agua. Este generador funciona bien, pero depende de la fuente de electricidad. La electricidad debe provenir de fuentes de energía renovables como la energía solar o la energía eólica. Si el generador utiliza energía de combustibles fósiles, no es tan bueno para el medio ambiente.

• Reformado de metano con vapor (SMR)

  Este generador produce hidrógeno transformando el gas natural en vapor. El gas natural está hecho principalmente de un gas llamado metano. El reformador mezcla metano y vapor a alta temperatura. Este proceso produce hidrógeno, pero también produce dióxido de carbono. El metano primero se transforma en hidrógeno y otro gas llamado monóxido de carbono. Luego, el vapor con el monóxido de carbono produce más hidrógeno. El dióxido de carbono que se libera es resultado del uso de gas natural. Aunque este generador funciona bien, el dióxido de carbono liberado puede dañar el medio ambiente. El dióxido de carbono contribuye al calentamiento global. Sin embargo, el generador puede utilizar diferentes combustibles, como el biogás de la basura en descomposición o el estiércol de vaca. El biogás tiene metano, por lo que también puede funcionar. Usar biogás es mejor para el medio ambiente que solo usar gas natural del suelo.

• Gasificación de biomasa

  El hidrógeno también se puede producir a partir de residuos, plantas y cosas que se descomponen. Este proceso primero transforma los residuos en un gas utilizando calor alto sin oxígeno. Luego, ese gas se utiliza para producir hidrógeno. Este método ayuda al medio ambiente utilizando materiales de desecho que habrían quedado descomponiéndose en un vertedero. También evita que se produzcan gases nocivos cuando los residuos se descomponen. Además, producir hidrógeno de esta manera significa un menor uso de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo. Usar fuentes de energía renovables, como el sol o el viento, para hacer funcionar la gasificación lo hace aún mejor para el medio ambiente.

• Reformado basado en hidrocarburos

  Otra forma de producir hidrógeno es reformando líquidos como la gasolina o el diésel para separar el hidrógeno. El reformado transforma primero un líquido de hidrocarburos en gas. Luego, un catalizador ayuda a transformar el gas en hidrógeno y otro gas llamado dióxido de carbono. Este método funciona bien porque puede usar combustibles líquidos como la gasolina o el diésel de inmediato para producir hidrógeno. El reformado se lleva a cabo en un reformador, que es la parte principal del generador de hidrógeno. Sin embargo, el uso de combustibles líquidos no beneficia tanto al medio ambiente como otros métodos, como el uso de solo fuentes de energía renovables. La quema de combustibles fósiles, como la gasolina o el diésel, provoca la producción de dióxido de carbono.

Características y funciones del generador de hidrógeno para automóviles

Los generadores de hidrógeno para automóviles cuentan con sistemas de electrólisis que utilizan la electricidad para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Estos sistemas suelen incluir un módulo de producción de hidrógeno, purificación de agua y un sistema de entrega al motor.

• Módulo de producción de hidrógeno

  El componente principal de los generadores de hidrógeno es el electrolizador. Este dispositivo produce gas hidrógeno a través de la electrólisis del agua. La producción de hidrógeno se hace posible al unir placas de metal a un contenedor lleno de agua y hacer pasar una corriente eléctrica a través de ellas. El tamaño y la eficiencia del generador dependen del número y tipo de placas que tenga.

• Purificación de agua

  Para que el proceso de electrólisis funcione bien, el agua debe estar limpia. Algunos generadores de hidrógeno tienen sistemas de purificación de agua que filtran el agua para eliminar cualquier impureza. Estas impurezas pueden causar problemas como corrosión o acumulación de minerales en el generador o el motor.

• Sistemas de seguridad

  Los generadores de hidrógeno para automóviles vienen con medidas de seguridad para evitar accidentes o problemas. Los gases de hidrógeno y oxígeno pueden provocar incendios o explosiones, por lo que estos generadores tienen ventilaciones, sensores de gas y sistemas de corte de seguridad que garantizan un funcionamiento seguro. Las ventilaciones permiten que el gas escape, mientras que los sensores de gas detectan la presencia de gas y activan las paradas de seguridad para proteger el generador y el vehículo.

• Unidad de control

  Existe una unidad de control que gestiona las operaciones del generador. Este generador controla el proceso de electrólisis, comprueba los niveles de presión y temperatura, y garantiza que todo funcione correctamente en conjunto a un nivel seguro. También puede tener un sistema de monitorización que permite al conductor saber cómo está funcionando.

• Sistema de entrega de hidrógeno

  El generador tiene un sistema de entrega que envía gas hidrógeno del generador al motor del automóvil. Este sistema suele incluir tuberías, válvulas y accesorios para conectar todo. El objetivo es garantizar que la cantidad correcta de hidrógeno llegue al motor para mezclarse con el aire y mejorar la combustión.

• Configuraciones ajustables

  Las configuraciones ajustables permiten que la configuración del generador cambie en función de las condiciones de conducción y las preferencias. Ajustar aspectos como la temperatura, la presión y el nivel de corriente del electrolizador puede optimizar la producción de hidrógeno para diferentes situaciones.

Aplicaciones del generador de hidrógeno para automóviles

El generador de hidrógeno para automóviles tiene varios usos. Estas son algunas de sus principales aplicaciones:

• Industria del transporte: El generador produce hidrógeno, que se utiliza como combustible alternativo para varios automóviles, camiones, autobuses, barcos e incluso carretillas elevadoras en la industria del transporte. Esto ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en el sector del transporte.
• Industria de la movilidad: Movilidad significa movimiento de un lugar a otro. El generador produce combustible de hidrógeno, que se canaliza hacia aplicaciones de e-movilidad como bicicletas, patinetas y autobuses de transporte público. Estos funcionan con hidrógeno y no con baterías. Estos sirven a regiones densamente pobladas con un efecto positivo neto en la calidad del aire.
• Producción industrial de hidrógeno: El generador contribuye a la producción de hidrógeno industrial. El hidrógeno tiene una amplia variedad de aplicaciones en numerosas industrias, como el refinado de petróleo, la producción química, la metalurgia y la producción de semiconductores.
• Síntesis química: El hidrógeno es necesario para producir metanol, amoníaco y otros productos químicos, y el generador de hidrógeno lo proporciona. La síntesis de amoníaco, por ejemplo, necesita hidrógeno como componente clave para producir amoníaco, que es esencial para los fertilizantes y varios productos químicos.
• Industria del acero: El hidrógeno juega un papel importante en la industria del acero. Cuando se combina con otros elementos, el hidrógeno ayuda en la reducción del óxido de hierro de los minerales, produciendo así hierro, un componente esencial del acero.
• Compañías de refinería: El hidrógeno ayuda en varios procesos en las empresas de refinería, como el hidrocraqueo y el hidrotratamiento, que son necesarios para producir diésel y gasolina a partir de petróleo crudo pesado.
• El generador de hidrógeno para automóviles también se utiliza para aplicaciones de almacenamiento de energía: El hidrógeno actúa como un medio para almacenar energía producida a través de medios renovables como la energía solar y eólica. Cuando se produce electricidad a través de la electrólisis, el hidrógeno resultante puede almacenarse hasta que sea necesario, produciendo electricidad a partir del hidrógeno más adelante, por ejemplo, en pilas de combustible.
• Aplicaciones de suministro de energía de reserva: Los generadores de hidrógeno pueden suministrar electricidad continua durante cortes de energía o situaciones de emergencia alimentando sistemas de energía de hidrógeno como sistemas combinados de calor y energía (CHP).
• Aplicaciones de soporte de la red eléctrica: Los generadores apoyan la estabilidad de la red proporcionando servicios auxiliares, como la regulación de la frecuencia, las reservas de rotación y la capacidad máxima, que son necesarios para mantener un sistema eléctrico fiable. También ayudan con los programas de respuesta a la demanda donde incentivan a los usuarios a reducir su carga durante las horas punta a través de la generación in situ como una medida de respuesta.
• Aplicaciones en áreas remotas: El hidrógeno puede alimentar instalaciones fuera de la red como torres de telecomunicaciones, campamentos mineros, faros, etc., ubicados lejos de las redes de distribución eléctrica. Son particularmente útiles para áreas donde la extensión de la red no es económica o factible debido a limitaciones de distancia o falta de infraestructura.

Cómo elegir un generador para la producción de hidrógeno

Aparte de la capacidad de producción requerida, se deben tener en cuenta varios factores importantes al elegir un generador de hidrógeno adecuado. Estos incluyen;

• Pureza: La aplicación objetivo determinará el nivel de pureza aceptable. Por ejemplo, los usos industriales como la síntesis de amoníaco y el hidrocraqueo requieren hidrógeno de alta pureza, mientras que el hidrógeno menos puro es suficiente para los automóviles con pilas de combustible. Conocer la aplicación y su nivel de pureza aceptable ayudará a elegir un generador.
• Seguridad: El hidrógeno es altamente inflamable y presenta otros riesgos, por lo que las características de seguridad deben priorizarse al comprar un generador. Asegúrese de que el generador tenga características de seguridad como detectores de fugas, válvulas de alivio de presión, ventilación, apagado automático y sistema de hidratación para evitar paquetes de celdas deshidratadas que puedan causar incendios o explosiones.
• Eficiencia energética: La eficiencia energética del generador debe maximizarse para reducir los costes operativos y el impacto ambiental. El método utilizado para producir hidrógeno debe ser efectivo y minimizar la pérdida de energía. La electrólisis del agua ofrece una eficiencia energética favorable, adecuada para la electricidad de bajo coste. También debe considerarse el coste total a largo plazo del generador combinando la eficiencia y los gastos operativos.
• Mantenimiento: Todos los generadores de hidrógeno requieren mantenimiento para que funcionen correctamente. Al elegir un generador, asegúrese de que los requisitos de mantenimiento sean manejables y que la frecuencia sea adecuada para las necesidades de la aplicación. Además, asegúrese de que los requisitos de mantenimiento sean manejables y de que el servicio del generador sea accesible rápidamente.
• Impacto ambiental: Debe considerarse el impacto ambiental del generador, junto con su método de producción de hidrógeno. El impacto debe minimizarse si se utilizan combustibles fósiles. Al mismo tiempo, muchos generadores con fuentes de energía renovables como el viento, la energía solar y la biomasa deben tener un impacto mínimo en su consumo de recursos naturales y emisiones.
• Presupuesto: Deben considerarse tanto los gastos de capital como los operativos al presupuestar un generador de hidrógeno. Evalúe los gastos a largo plazo de cada generador además de su coste inicial.

Preguntas y respuestas

P1: ¿Es bueno el hidrógeno para los coches?

R1: El hidrógeno es genial para los coches porque es una fuente de energía de cero emisiones. Cuando el combustible de hidrógeno se quema o se utiliza en una pila de combustible, la única emisión que se produce es vapor de agua. El hidrógeno también puede ayudar a reducir las emisiones nocivas de combustibles fósiles. Los coches de hidrógeno también se repostan más rápido que los coches eléctricos de baterías.

P2: ¿Se puede utilizar el hidrógeno para alimentar un coche?

R2: Sí, el hidrógeno se puede utilizar para alimentar un coche. Los coches de pilas de combustible de hidrógeno utilizan el hidrógeno para alimentar un motor eléctrico.

P3: ¿Cuáles son las ventajas de los coches de hidrógeno?

R3: Los coches de hidrógeno ayudan al medio ambiente, ya que no producen emisiones nocivas. Conducir coches de hidrógeno también reduce los costes operativos porque el combustible de hidrógeno es menos caro que la gasolina. Los coches de pilas de combustible de hidrógeno también proporcionan una mayor autonomía que los vehículos eléctricos alimentados por baterías.

P4: ¿Es posible un coche propulsado por hidrógeno?

R4: Sí, los coches propulsados por hidrógeno ya son una realidad. Los coches de hidrógeno ya están en el mercado, como el Toyota Mirai y el Hyundai Nexo, que utilizan tecnología avanzada de pilas de combustible de hidrógeno para alimentar el vehículo.