Un motor d'hidrogen és un dispositiu que utilitza l'hidrogen com a combustible per generar energia mecànica. En el seu funcionament, l'hidrogen s'introdueix en una cambra de combustió juntament amb l'oxigen de l'aire. La mescla produeix una reacció química que allibera una gran quantitat d'energia en forma de calor. Aquesta calor es converteix en moviment mecànic, que s'utilitza per impulsar un vehicle, generar electricitat o realitzar altres tasques mecàniques.
A més dels motors de combustió interna d'hidrogen, hi ha una altra tecnologia important en el camp dels vehicles propulsats per hidrogen: les piles de combustible d'hidrogen. A diferència dels motors de combustió interna, que cremen hidrogen directament, les piles de combustible d'hidrogen funcionen mitjançant una reacció electroquímica entre l'hidrogen i l'oxigen de l'aire, sense generar emissions contaminants.
El més destacat és que l'abundància d'hidrogen al nostre planeta fa d'aquesta tecnologia una excel·lent font d'energia renovable per substituir els combustibles fòssils.
Hidrogen com a combustible
L'hidrogen es presenta com una alternativa atractiva en la recerca de combustibles més nets i sostenibles. A diferència dels combustibles fòssils convencionals, quan es crema hidrogen, l'únic subproducte és l'aigua, la qual cosa la converteix en una font d'energia extremadament neta i respectuosa amb el medi ambient.
Com funcionen els motors d'hidrogen?
Aquests motors consisteixen en una cambra de combustió on l'hidrogen es barreja amb l'oxigen de l'aire i s'encén. La reacció química resultant allibera energia en forma de calor, que es converteix en energia mecànica per impulsar un vehicle.
En el cas dels que utilitzen piles de combustible d'hidrogen, l'hidrogen s'introdueix a l'ànode de la cèl·lula, mentre que l'oxigen de l'aire entra al càtode. En el procés d'oxidació a l'ànode, els electrons s'alliberen de l'hidrogen, creant ions d'hidrogen i electrons lliures. Aquests electrons viatgen a través d'un circuit extern, generant electricitat que pot alimentar un motor elèctric. Mentrestant, al càtode, els electrons i els ions d'hidrogen es combinen amb l'oxigen de l'aire i els electrons del circuit extern per formar aigua, l'únic subproducte d'aquest procés.
avantatges
- Zero emissions de carboni: com s'ha dit anteriorment, els motors d'hidrogen només emeten aigua quan s'utilitzen, la qual cosa significa que no contribueixen a les emissions de gasos d'efecte hivernacle que provoquen el canvi climàtic.
- Major autonomia: els vehicles d'hidrogen solen tenir un abast més llarg en comparació amb els vehicles elèctrics de bateria. Això es deu al fet que l'hidrogen es pot emmagatzemar de manera més eficient i recarregar-se més ràpidament que les bateries.
- Recàrrega ràpida: a diferència dels vehicles elèctrics que requereixen temps per carregar les seves bateries, els vehicles d'hidrogen poden repostar tan ràpidament com un vehicle de combustió interna convencional.
- Flexibilitat d'aplicació: els motors d'hidrogen no es limiten als vehicles de passatgers. També són aptes per a vehicles comercials, camions, trens i vaixells, la qual cosa els converteix en una opció versàtil per a la descarbonització del transport en diferents sectors.
Desavantatges
Malgrat els seus avantatges, els motors d'hidrogen s'enfronten a diversos reptes importants:
- Producció d'hidrogen: la producció d'hidrogen a gran escala encara depèn en gran mesura de fonts d'energia no renovables com el gas natural. L'obtenció d'hidrogen verd, produït a partir de fonts d'energia renovables, és un repte clau que cal superar.
- Infraestructura de subministrament: perquè els vehicles d'hidrogen siguin viables, cal una infraestructura de subministrament adequada. Actualment, aquesta infraestructura és limitada en comparació amb la xarxa d'estacions de recàrrega elèctrica.
- Costos inicials: els vehicles d'hidrogen solen tenir un preu inicial més elevat en comparació amb els vehicles tradicionals de combustió interna o fins i tot els vehicles elèctrics.
- Eficiència energètica: l'eficiència de conversió d'hidrogen en energia mecànica és menor en comparació amb les bateries elèctriques, el que resulta en un menor rendiment energètic global.
Aplicacions i desenvolupaments recents
A més, els fabricants d'automòbils estan desenvolupant vehicles d'hidrogen i les empreses de logística estan provant camions d'hidrogen per a lliuraments a llarga distància.
Una àrea de creixement prometedora és la indústria marítima, on els motors d'hidrogen es consideren una alternativa als motors dièsel en grans vaixells. Això podria tenir un impacte significatiu en la reducció d'emissions en una de les indústries més contaminants.