Actualmente, la cuestión medioambiental es un
asunto que preocupa a todos. Uno de los
temas principales es la contaminación por
combustibles fósiles, sin embargo un gran
descubrimiento podría cambiar las cosas
como se conocen hoy en día. Se trata de
utilizar el hidrogeno como combustible para
prevenir la contaminación del medioambiente.
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Estos motores utilizan generalmente el
hidrógeno en uno de estos dos
métodos: combustión o conversión de pila de
combustible. En la combustión, el hidrógeno
se quema en un motor de explosión, de la
misma forma que la gasolina. En la
conversión de pila de combustible, el
hidrógeno se convierte en electricidad a
través de pilas de combustible que mueven
motores eléctricos - de esta manera, la pila
de combustible funciona como una especie
de batería.
El vehículo con pila de combustible se
considera un vehículo de cero
emisiones porque el único subproducto del
hidrógeno consumido es el agua, que
adicionalmente puede también mover una
micro-turbina. El vehículo con motor de
combustión interna además produce
emisiones de dióxido de carbono.
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Las pilas están formadas por dos electrodos (que permiten el paso de una
corriente eléctrica) que se encuentran separados por un electrólito (hecho de un
material que puede ser descompuesto cuando actúa sobre él una corriente
eléctrica).
Los electrodos extraen los electrones de hidrógeno para convertirlos en
electricidad cuando el hidrógeno fluye hacia el ánodo, donde
uncatalizador facilita la separación de protones y electrones.
Los protones traviesan una membrana electrolítica para combinarse con el
oxígeno, y los electrones se sitúan al lado del cátodo formando así un circuito
externo ánodo-cátodo que alimenta los dispositivos eléctricos. La reacción de
hidrógeno con oxígeno que da el resultado de agua pura más energía.
http://www.youtube.com/watch?v=PsilPXbmvsE&feature=related
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía
eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Los
motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo
principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula
una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste
tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo
magnético.
El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente
eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades
magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el
estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor.
Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce
un campo magnético, además si lo ponemos dentro de la acción de un campo
magnético potente, el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace
que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica.
Dicha energía es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha.
http://www.youtube.com/watch?v=BBvGhHEjFD8
En el motor Wankel es posible el aprovechamiento
de la alta temperatura de ignición del hidrógeno.
Se está investigando la posibilidad de incluir agua
pulverizada en la mezcla de entrada, la cual se
evapora al quemarse el hidrógeno llegando a
ejercer presiones muy altas de forma elástica, a
diferencia de lo que ocurre en el pistón, en el cual
se da una detonación. Actualmente se está
tratando de conseguir que la mayor parte de la
potencia se deba a la acción del vapor de agua y
no al hidrógeno. Otra ventaja más de este motor
radica en su relación potencia/peso, este motor
desarrolla una alta potencia en comparación con
su tamaño lo que permite tener un sistema motriz
de alta potencia sin emisiones y de reducido
tamaño.
Los motores de cuatro tiempos permiten aprovechar las especiales características que
presenta el hidrógeno como combustible, a saber: Alta velocidad de llama en flujo
laminar, alto índice de octano, ninguna toxicidad y no llega a formar ozono. Por esto,
con un adecuado diseño se puede conseguir un motor con un rendimiento energético
mayor que el equivalente en gasolina y totalmente ecológico. El alto índice de octano
permite elevar la relación de compresión que redundará en un aumento del rendimiento
energético, mientras que la alta velocidad de llama en flujo laminar contribuye a la
reducción de las emisiones de óxidos de nitrógeno, pues es posible emplear dosados
muy bajos, tan bajos que han llegado al 0,2. Gracias a esta posibilidad se puede
aumentar también el rendimiento. Con todo esto se han conseguido aumentos del
rendimiento del 25-30% con respecto a los motores equivalentes en gasolina.
http://www.youtube.com/watch?v=H5pbJA7NNkI&feature=related
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Las centrales de hidrógeno pueden llegar a
obtener hidrógeno electrificando el agua
con energía eléctrica renovable (de los
campos eólicos o colectores solares). Su
obtención por electrólisis es menos eficaz,
pero una vez comprimido y almacenado en
el vehículo, este hidrógeno supera el 75%
de rendimiento, mientras que si se extrae
del metano, el rendimiento inicial es más
elevado pero, en global y valorando todo el
proceso, se encuentra alrededor del 4860%.
PRIMEROS AUTOMÓVILES DE
MOTOR DE HIDRÓGENO:
El primero fue fabricado por BMW.
Estaba formado por doce cilindros y
propulsado con hidrógeno alcanzaba:
- una potencia de 150kW.
- una aceleración de 0 a 100km/h en 9,6
segundos.
- una velocidad máxima de 226km/h.
- un depósito de 140 litros con abasto de
350km.
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La tecnología de la pila ha tenido ciertos
avances significativos los últimos años, y
algunos fabricantes de automóviles ya han
empezado a empeñar esta tecnología en la
fabricación de vehículos experimentales o con
fuente de energía alternativa. No obstante,
estos aún son demasiado pesados, costosos y
el gran volumen de la propia pila de
combustible sigue siendo un problema vigente.
En la actualidad, el mal manejo del medio ambiente es ya una
problemática a nivel mundial. En Europa hay 400 coches por
cada mil personas, y el consumo es de un millón de litros de
gasolina supone la emisión de 2,4 millones de kilos de dióxido
de carbono a la atmósfera. Estas estadísticas arrojan datos
que explican la importancia de hallar un carburante que
perjudique menos el entorno y la salud de nosotros mismos.
Existen normativas medioambientales cada vez más
estrictas con todo este lento asunto, pero el agotamiento
de las reservas de petróleo parece impulsar a la industria
a optar por energías alternativas antes que a las
combustibles fósiles convencionales. Al hidrógeno le
espera convertirse en una de estas opciones de futuro
para un planeta que tiene un consumo de energía
imparable.
Según los expertos, la eficiencia de los motores de
hidrógeno supera con creces el rendimiento de los más
modernos de gasolina, dado que mientras estos llegan a
un 13%, los de hidrógeno ya sean híbridos o de pilas de
combustible llegarían al 35% e incluso al 45%.
-Este tipo de motor rotativo parece dar
buenos resultados al emplear
hidrógeno como combustible
-Estos buenos resultados se deben a la
configuración de este motor, el cual
minimiza las dificultades de combustión
que se dan en otros tipos de motores.
-El motor rotativo no suele dar
problemas de autoencendido y
funcionamiento, debido a que, como se
puede apreciar en la fotografía del motor,
la cámara de combustión presenta una
geometría adecuada para la combustión
del hidrógeno, o sea, presenta una relación
volumen/superficie muy elevada.
- Su ahorro energético.
- Se trata de una energía renovable.
-Su consumo inferior a los motores convenciones.
- Producen menos ruido y vibraciones.
- Su eficiencia es superior.
-La tecnología posee fiabilidad y duración.
-Los motores de Hidrogeno tienen un rendimiento
mediano de un 15% mayor a los de combustión.
- El consumo y mantenimiento es inferior a cualquier otro
tipo de coche.
• A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.
•Se pueden construir de cualquier tamaño.
•Tiene un par de giro (el momento de fuerza que ejerce un motor
sobre el eje de transmisión de potencia) elevado y, según el tipo
de motor, prácticamente constante.
•Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%,
aumentando el mismo a medida que se incrementa la potencia
de la máquina).
•Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en
la generación de energía eléctrica de la mayoría de las redes de
suministro se emiten contaminantes.
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El coste de la pila de combustible es muy
elevado.
También son muy pesadas y voluminosas.
El hidrógeno no se encuentra libre en la
naturaleza, se ha de utilizar energía para
obtenerlo tal y como he explicado anteriormente.
Este proceso sufre la insuficiencia de
infraestructuras para el abastecimiento de
hidrógeno.
No esta demostrada la fiabilidad de todos los
elementos.
Elevado coste de producción (30% mas que
motor diesel)
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Motor a Hidrogeno (H2)