Las pilas de combustible de hidrógeno funcionan con hidrógeno. Eso suena bastante simple. El problema es que el hidrógeno no existe en la Tierra en su forma elemental. Es el elemento más común en el universo. Aquí, está encerrado dentro de compuestos. Hay que extraerlo de los combustibles fósiles o del agua para utilizarlo. Esta extracción requiere energía. Calor. Luz. Electricidad. Necesita una fuente externa para liberar el hidrógeno.
Esto crea un obstáculo importante para las aplicaciones automotrices. No se puede simplemente aprovechar una veta de hidrógeno puro en el suelo. Primero tienes que fabricar el combustible.
Eficiencia de hidrógeno puro
Algunas pilas de combustible utilizan hidrógeno puro. El hidrógeno se extrajo antes de que ingresara al sistema. Este método es eficiente. Una pila de combustible de hidrógeno puro generalmente alcanza un 80 por ciento de eficiencia energética. Esto significa que el 80 por ciento del contenido energético del hidrógeno se convierte directamente en electricidad.
Pero la electricidad no hace girar las ruedas. Necesita convertirse en energía mecánica. Cuando se tiene en cuenta ese paso de conversión, la eficiencia general disminuye. Desde el hidrógeno hasta el movimiento mecánico, una pila de combustible de hidrógeno puro funciona con aproximadamente un 64 por ciento de eficiencia. No es un sistema perfecto. Pero es el estándar para los vehículos de energía limpia de alto rendimiento.
La complicación del reformador
No todos los sistemas utilizan hidrógeno puro. Algunos dependen de un reformador de combustible de hidrógeno. Este dispositivo se encuentra entre la fuente de combustible y la pila de combustible. Extrae hidrógeno de hidrocarburos o alcoholes. Luego introduce ese hidrógeno en la celda.
El reformador tiene que trabajar duro. Debe limpiar el hidrógeno. Tiene que separar el combustible del calor y los gases derivados generados durante el proceso de reformado. Incluso con ingeniería avanzada, la producción no es tan pura como el suministro directo de hidrógeno.
Como el hidrógeno es menos puro, el sistema sufre. La eficiencia energética general de una celda de combustible que requiere un reformador de combustible de hidrógeno es menor que la de una que funciona con hidrógeno puro. Pierdes energía en la etapa de reforma. Lo pierdes en la etapa de limpieza. Lo pierdes en la conversión.
¿Vale la pena la compensación? Tal vez. Si tienes un suministro constante de gasolina o etanol, un reformador te permite construir un vehículo de hidrógeno sin una infraestructura de hidrógeno puro. Pero la eficiencia se ve afectada. El reformador es un mal necesario en algunos contextos. En otros, es sólo un cuello de botella.
La ciencia es clara. El hidrógeno puro gana en eficiencia. Pero la infraestructura es un desastre. Todavía estamos averiguando dónde colocar las bombas. Y cómo mejorar a los reformadores. La brecha entre las especificaciones de laboratorio y las carreteras del mundo real sigue siendo amplia.
