Motores de combustión interna de hidrógeno y celdas de combustible de hidrógeno

Las regulaciones que limitan las emisiones de gases de efecto invernadero (GHG) de los vehículos motorizados se están apretando en todo el mundo. Con esto, ambos motores de hidrógeno y células de combustible de hidrógeno están recibiendo un interés creciente.
Dado que los camiones de trabajo mediano y pesado son una fuente importante de emisiones de CO 2 , el viaje del sector de transporte a Destination Zero tiene ambas tecnologías.
A medida que más fabricantes de camiones se unan a las filas de las compañías de automóviles que desarrollan CO 2 o CO 2 -alternativa neutra a los vehículos de gasolina y diésel, miremos las similitudes y diferencias entre los motores de hidrógeno y las pilas de combustible.
Motores de hidrógeno y pilas de combustible: ¿similitudes y diferencias en su funcionamiento?
Tanto los motores de combustión interna de hidrógeno como las células de combustible de hidrógeno pueden suministrar energía a vehículos que usan hidrógeno, un combustible de carbono cero.
Los motores de hidrógeno queman hidrógeno en un motor de combustión interna, de la misma manera que se usa la gasolina en un motor. Los motores de combustión interna de hidrógeno (hielo de hidrógeno) son casi idénticos a los motores de encendido por chispa tradicionales. Puede leer más sobre Cómo funcionan los motores de hidrógeno si está interesado.
Los vehículos de hidrógeno con célula de combustible (FCEVs) generan electricidad a partir del hidrógeno en un dispositivo conocido como célula de combustible, y usan esa electricidad en un motor eléctrico de manera muy semejante a un vehículo eléctrico.
Motores de hidrógeno y pilas de combustible: casos de uso complementarios
Los motores de hidrógeno y las células de combustible de hidrógeno ofrecen casos de uso complementarios.
Los motores de combustión interna tienden a ser más eficientes bajo carga alta, es decir, cuando trabajan más duro. Por el contrario, los FCEVs son más eficientes a cargas más bajas. Puede leer más ejemplos de motores de hidrógeno en movilidad y transporte . Estos abarcan desde camiones para trabajo pesado hasta construcción.
Por lo tanto, para camiones pesados que tienden a pasar la mayor parte de su tiempo transportando la carga más grande que pueden tirar, los motores de combustión interna suelen ser la opción ideal y eficiente. Por otro lado, los vehículos que operan con frecuencia sin camiones de remolque de carga o camiones mezcladores de hormigón, por ejemplo, pueden ser más eficientes con una pila de combustible. Los vehículos eléctricos con célula de combustible también pueden captar energía mediante frenado regenerativo en ciclos de trabajo muy transitorios, lo cual mejora su eficiencia general.
Los motores de hidrógeno también pueden funcionar como soluciones de tren motriz independientes y manejar la demanda de respuesta transitoria sin necesidad de una batería. Las pilas de combustible combinadas con paquetes de baterías también pueden lograr lo mismo.

Motores de hidrógeno y pilas de combustible: similitudes en las emisiones
Los motores de hidrógeno y las células de combustible de hidrógeno también tienen perfiles de emisiones similares.
Los FCEVs, en realidad, no producen emisiones en absoluto, además del vapor de agua. Esta es una característica muy atractiva para vehículos que operan en espacios cerrados o espacios con ventilación limitada.
Los motores de hidrógeno liberan casi cero, cantidades traza de CO 2 (del aire ambiente y aceite de lubricación), pero pueden producir óxidos de nitrógeno, o NOx. Como resultado, no son ideales para uso en interiores y requieren popostratamientos de escape para reducir las emisiones de NOx.
Motores de hidrógeno y pilas de combustible: consideraciones sobre el combustible de hidrógeno
Sí, ambos motores de hidrógeno y pilas de combustible usan combustible de hidrógeno; pero hay más en esta historia.
Los motores de hidrógeno a menudo pueden funcionar con hidrógeno de grado más bajo. Esto resulta útil para casos de uso específicos. Por ejemplo, es posible que tenga un sitio donde se puede producir hidrógeno en el sitio utilizando la reforma de metano de vapor y la captura y el almacenamiento de carbono (CCS). Luego, este hidrógeno se puede usar en motores de hidrógeno sin necesidad de purificación.
La robustez del motor de hidrógeno a las impurezas también es útil para una industria de transporte donde la transición a hidrógeno verde de alta calidad tomará tiempo.
Motores de hidrógeno y pilas de combustible: diversos niveles de madurez
Por último, los motores de hidrógeno y las tecnologías de pilas de hidrógeno tienen diferentes niveles de madurez.
Los motores de combustión interna han sido utilizados universalmente por décadas y cuentan con el respaldo de extensas redes de servicio. Los motores resistentes que pueden funcionar en ambientes polvorientos o que pueden ser sometidos a fuertes vibraciones están disponibles en todos los tamaños y configuraciones.
Desde la perspectiva de los fabricantes de vehículos y los operadores de flota, el cambio a las transmisiones de motor de hidrógeno implica piezas y tecnología familiares. Los usuarios finales que se oponen al riesgo encontrarán comodidad en la probada y confiable naturaleza de los motores de combustión interna.
Así que en realidad no es el caso de que el FCEVs y el hidrógeno CIEM compiten entre sí. Por el contrario, el desarrollo de uno apoya al otro, ya que ambos impulsan el desarrollo de una infraestructura común de producción, transporte y distribución de hidrógeno. Ambos también involucran los mismos tanques de almacenamiento para vehículos. Son tecnologías complementarias que son parte de la reducción de las emisiones de vehículos y transporte hacia el destino cero, ahora.
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