Científicos españoles diseñan una pila de hidrógeno más simple y económica

Un grupo de investigadores del departamento de Ingeniería Electrónica de Sistemas Informáticos y Automática de la Universidad de Huelva (UHU) han creado una nueva versión más perfeccionada de una pila de combustible, también llamada pila de hidrógeno, con el fin obtener un modelo más sencillo, ligero, económico y con más prestaciones que las que ya se comercializan, informa la agencia especializada en información científica SINC. Parte de esta innovaciones han sido incluidas en un estudio publicado en la revista «International Journal of Hydrogen Energy».

Los autores de este estudio han afirmado que, frente al secretismo de las empresas en torno a la fabricación de pilas de hidrógeno, su trabajo describe paso a paso todo el proceso de construcción del dispositivo, desde los componentes individuales hasta el montaje final.

El coordinador de este proyecto, el profesor José Manuel Andújar (UHU), ha argumentado al respecto que «hasta ahora, esta tecnología no estaba a disposición del gran público sino que cada empresa tenía la suya propia. Nuestro objetivo es transferir conocimiento para que cualquier fábrica o laboratorio pueda construirla sin depender de países extranjeros punteros en esta materia, como Estados Unidos, Canadá, Corea del Sur o Japón».

Mejoras técnicas

Una pila o célula de combustible es un dispositivo electroquímico en el que se genera electricidad a partir de una reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno. Es decir, sin emisiones de dióxido de carbono (CO2) lo que hace que muchos expertos la consideren la alternativa ecológica a las baterías convencionales. Para su funcionamiento, este tipo de pila necesita una serie de elementos o sistemas que, según los investigadores, complican la tecnología, aumentan su peso y encarecen el producto final.

Uno de estos componentes es el sistema de refrigeración, encargado de mantener estable la temperatura que provoca la reacción química. Entre las técnicas de enfriamiento, la más habitual es utilizar un líquido, ya sea agua o un refrigerante anticongelante.

Sin embargo, los investigadores de la Universidad de Huelva han sustituido este sistema por la refrigeración por aire, formado por una serie de ventiladores y sensores de temperatura para controlar el flujo de aire frío. Andújar ha explicado al respecto que «al no haber líquido, no se necesitan tubos, válvulas o bombas que controlen el flujo o la presión. Por lo tanto, la estructura de la pila se simplifica y se hace menos pesada».

La misma corriente de aire que sirve para controlar la temperatura de la célula se utiliza también como oxidante, es decir, el elemento necesario para que se produzca la reacción química en el interior de la batería. Lo que a juicio de este investigador es «ideal para aplicaciones de automoción, por ejemplo, ya que todos los vehículos tienen una rejilla de entrada de aire para refrigeración y otros usos». En su opinión, lo normal es que se trate de circuitos separados «pero hemos comprobado que, integrándolos en uno solo, la efectividad de la pila es, como mínimo, la misma. Es otra mejora que facilita el montaje del dispositivo y abarata costes».

Finalmente, los expertos también han modificado la presión de hidrógeno a la entrada de la pila. «Al disminuir ésta, los requisitos técnicos, como tuberías o conexiones incluidos en el circuito donde va el gas son menores. Además, una menor presión significa también que el sistema es más seguro, se trabaja con menos peligro. Si simplificamos el sistema de mantenimiento de la seguridad, tanto la complejidad como el coste final se reducen», ha concluido este experto.

Coches eléctricos

Los investigadores, que han recibido la financiación de la Consejería de Economía de la Junta de Andalucía y del Ministerio de Economía y Competitividad, ya estudian la posibilidad de sustituir el motor del compresor de un camión frigorífico por una pila de hidrógeno. En este sentido el coordinador de este estudio ha señalado que « el motor, que funciona con gasoil, hace ruido y contamina. Si lo alimentamos con una pila, se evitarían ambas desventajas».

Los expertos han venido constatando que la fabricación de pilas de combustible es un mercado incipiente debido, principalmente, a que se trata de una tecnología nueva, en proceso de desarrollo.

En su opinión, se han producido avances importantes en la industria de la automoción que está apostando por coches movidos por pilas de hidrógeno y motor eléctrico que sustituyen, sin contaminar, a los motores de combustión o al conjunto batería-motor eléctrico del coche eléctrico. Como ha añadido Andújar « el depósito de gasolina se cambia por uno de hidrógeno. El motor, también de gasolina, por uno eléctrico. En medio, ponemos la pila de combustible que se alimenta del hidrógeno y produce electricidad para mover el motor».

El investigador indica que la diferencia entre un coche eléctrico y uno de hidrógeno es que el primero funciona con baterías que hay que cargar y que, por tanto, tiene una autonomía limitada, y el segundo se alimenta de un depósito de hidrógeno que va incorporado al vehículo, sustituyendo al actual de gasoil o gasolina. A jucio de este docente e investigador de la Universidad de Huelva, «en ambos casos el motor es eléctrico, pero el coche impulsado por la pila de combustible puede tener mucha más autonomía, ya que siempre que haya hidrógeno en el depósito, habrá electricidad».

Otra característica distintiva, indica el responsable del proyecto, es que la pila de combustible no emite CO2, a diferencia del coche eléctrico que, dependiendo de la fuente utilizada para cargar las baterías, puede contaminar el medio ambiente: “Si la electricidad se ha generado en una central térmica, por ejemplo, se emiten gases de efecto invernadero. En nuestro caso, el hidrógeno lo obtenemos a partir de agua, viento y sol con lo cual es totalmente ecológico» ha comentado el científico.