Visualización de los mayores productores de petróleo del mundo

batería eléctrica vs. Pila de combustible de hidrógeno

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Desde la introducción del Nissan Leaf (2010) y el Tesla Model S (2012), los vehículos eléctricos alimentados por batería (BEV) se han convertido en el foco principal de la industria automotriz.

Este cambio estructural se está moviendo a un ritmo increíble: en China, se vendieron 3 millones de BEV en 2021, frente a 1 millón el año anterior. Mientras tanto, en los EE. UU., se espera que la cantidad de modelos disponibles para la venta se duplique para 2024.

Sin embargo, para cumplir con los objetivos climáticos globales, la Agencia Internacional de Energía afirma que la industria automotriz requerirá 30 veces más minerales por año. Muchos temen que esto pueda ejercer presión sobre la oferta.

«Los datos muestran un desajuste inminente entre las ambiciones climáticas fortalecidas del mundo y la disponibilidad de minerales críticos».
– Fatih Birol, AIE

Afortunadamente, los BEV no son la única solución para descarbonizar el transporte. En esta infografía te explicamos cómo funciona el vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV).

¿Cómo funciona la pila de combustible de hidrógeno?

Los FCEV son un tipo de vehículo eléctrico que no produce emisiones (aparte del costo ambiental de producción). La principal diferencia es que los BEV contienen una gran batería para almacenar electricidad, mientras que los FCEV crean su propia electricidad mediante el uso de una celda de combustible de hidrógeno.

Repasemos las funciones de los principales componentes del FCEV.

Batería

Primero está la batería de iones de litio, que almacena electricidad para alimentar el motor eléctrico. En un FCEV, la batería es más pequeña porque no es la fuente de alimentación principal. Para el contexto general, el modelo S Plaid contiene 7,920 celdas de iones de litio, mientras que el Toyota Mirai FCEV contiene 330.

Tanque de combustible de hidrógeno

Los FCEV tienen un tanque de combustible que almacena hidrógeno en forma de gas. No se puede usar hidrógeno líquido porque requiere temperaturas criogénicas (−150 °C o −238 °F). El gas hidrógeno, junto con el oxígeno, son las dos entradas para la celda de combustible de hidrógeno.

Pila de pilas de combustible y motor

La pila de combustible utiliza gas hidrógeno para generar electricidad. Para explicar el proceso en términos sencillos, el gas hidrógeno pasa a través de la celda y se divide en protones (H+) y electrones (e-).

Los protones pasan a través de la electrólito, que es un material líquido o gel. Los electrones no pueden atravesar el electrolito, por lo que toman un camino externo. Esto crea una corriente eléctrica para alimentar el motor.

Escape

Al final del proceso de la celda de combustible, los electrones y los protones se encuentran y se combinan con el oxígeno. Esto provoca una reacción química que produce agua (H2O), que luego se emite por el tubo de escape.

¿Qué tecnología está ganando?

Como puede ver en la tabla a continuación, la mayoría de los fabricantes de automóviles han cambiado su enfoque hacia los BEV. Cabe destacar que falta en el grupo BEV es Toyotael fabricante de automóviles más grande del mundo.

Las celdas de combustible de hidrógeno han recibido críticas de figuras notables de la industria, incluido el director ejecutivo de Tesla. Elon Musk y director ejecutivo de Volkswagen Herbert Diess.

El hidrógeno verde es necesario para la industria siderúrgica, química, aerodinámica… y no debería acabar en los coches. Demasiado caro, ineficiente, lento y difícil de implementar y transportar.
– Herbert Diess, CEO, Grupo Volkswagen

Toyota y Hyundai están en el lado opuesto, ya que ambas compañías continúan invirtiendo en el desarrollo de celdas de combustible. Sin embargo, la diferencia entre ellos es que Hyundai (y la marca hermana Kia) todavía ha lanzado varios BEV.

Este es un error sorprendente de Toyota, pionera en vehículos híbridos como el Prius. Es razonable pensar que después de este éxito, los BEV serían el próximo paso natural. Como informa Wired, Toyota colocó todos sus chips en el desarrollo del hidrógeno, ignorando el hecho de que la mayor parte de la industria se estaba moviendo de manera diferente. Al darse cuenta de su error, y necesitando ganar tiempo, la empresa ha recurrido al cabildeo contra la adopción de los vehículos eléctricos.

Enfrentada a una mano perdedora, Toyota está haciendo lo que hacen la mayoría de las grandes corporaciones cuando se encuentran jugando el juego equivocado: está luchando para cambiar el juego.
– Alámbrico

Se espera que Toyota lance su primer BEV, el crossover bZ4X, para el año modelo 2023, más de una década desde que Tesla lanzó el Modelo S.

Desafíos para la adopción de celdas de combustible

Varios desafíos se interponen en el camino de la adopción generalizada de FCEV.

Uno es el rendimiento en el automóvil, aunque la diferencia es menor. En términos de rango máximo, el mejor FCEV (Toyota Mirai) fue calificado por la EPA para 402 millasmientras que el mejor BEV (Lucid Air) recibió 505 millas.

Dos problemas mayores son 1) el problema de la eficiencia del hidrógeno y 2) un número muy limitado de estaciones de servicio. De acuerdo con el Departamento de Energía de los Estados Unidos, solo hay 48 estaciones de hidrógeno en todo el país, con 47 ubicado en California, y 1 ubicado en Hawái.

Por el contrario, los BEV tienen 49,210 estaciones de carga en todo el país, y también se puede cargar en casa. Este número seguramente crecerá, ya que la administración Biden ha asignado $ 5 mil millones para que los estados amplíen sus redes de carga.