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Luis Blázquez

El motor de combustión de hidrógeno: ¿Un desesperado intento para los puristas?

Varios fabricantes se han subido al carro del hidrógeno como combustible, entre ellos BMW, Mercedes-Benz, Toyota e incluso Renault. Sin embargo, no importa quién se proponga quemar hidrógeno en un motor de combustión interna, pues es una medida un tanto desesperada para mantener vivas las mecánicas de combustión. ¿Por qué? ¿No se supone que es la mejor idea si queremos aún disfrutar de una tecnología ya prácticamente condenada?

En principio, quemar el hidrógeno los haría neutros en carbono y todos estaríamos contentos, tanto a los acérrimos a los combustibles fósiles como los defensores de la electricidad. Pero no necesariamente es así, porque seguirían contaminando el aire de igual manera. Piénsalo bien. La mayor parte del hidrógeno que se genera hoy en día proviene de la descomposición del gas natural, y todo se resume en la energía necesaria para obtenerlo y su posterior quema en un coche de hidrógeno.

Si, simplemente, separas el hidrógeno del carbono y liberas este último a la atmósfera, tendrás lo que se llama el “hidrógeno gris”. Si se captura solo el carbono, se llama “hidrógeno azul”. En cambio, el hidrógeno producido a partir de la electrólisis, que convierte el agua en hidrógeno y oxígeno, se llama “hidrógeno verde”, y es el único de este tipo que es neutro en carbono. Eso sí, solo se da el caso si la energía para la electrólisis proviene de fuentes renovables, algo que todavía está lejos de ser una realidad generalizada.

La producción de hidrógeno es una de las razones por las que sus críticos piensan que es una opción ridícula. Si necesitas electricidad para producir gas, ¿por qué no simplemente usarlo en las baterías y dejarnos de inventos? Las razones son sencillas. Las baterías actuales son caras, pesadas y aún necesitan mucho tiempo para recargarse. Y ese peso extra cobra un peaje en los vehículos comerciales, reduciendo la carga útil. El hidrógeno puede hacerlos más ligeros y más rápidos de recargar. Sin embargo, quemar ese gas es absurdo.

La química básica explica el por qué. Aunque el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, viene con unas propiedades curiosas. Un kilogramo de hidrógeno tiene una densidad energética de 120 MJ (Megajulios). La gasolina tiene una densidad energética de 45,8 MJ/kg, o un poco más de un tercio de lo que ofrece el combustible fósil. El problema es que un litro de hidrógeno líquido pesa solo 71 gramos. En consecuencia, su densidad energética muy baja, de apenas 8,5 MJ por cada litro de hidrógeno empleado.

Por su parte, un litro de gasolina pesa alrededor de 770 g. Eso significa que un litro de gasolina ofrece alrededor de 35 MJ de energía, poco más de cuatro veces lo que presenta el hidrógeno. Además de eso, el hidrógeno solo permanece en su estado líquido si se mantiene por debajo de los 252,87 °C bajo cero. Además de proporcionar mucha menos energía que la gasolina, el hidrógeno en un motor de combustión tiene otra desventaja. Para ser justos, es un hándicap inherente a ellos: su ineficacia para convertir la energía química en movimiento.

La mayoría de los motores de combustión tienen una eficiencia térmica del 20 %, lo que indica que desperdician el 80 % de la energía del combustible. Los más eficientes alcanzan el 40 % de eficiencia. Eso se traduce en que, por cada 100 euros que gastas en combustible, solo 40 euros mueven las ruedas. Los otros 60 euros se convierten en humo y calor. Mazda o Nissan, por ejemplo, se comprometió a alcanzar una eficiencia del 56 %. Si lo consigue, solo desperdiciará 44 euros por cada 100 euros gastado en combustible, y eso sigue siendo demasiado.

Por su parte, un motor eléctrico convierte el 90 % de la electricidad en movimiento. Si una pila de combustible genera electricidad con el mismo hidrógeno, el coche viajará mucho más lejos con ella. Todo sin emisiones, algo que no se puede decir de un motor que quema hidrógeno. Y aunque no genera carbono directamente, cualquier aceite que se use para lubricar las piezas móviles de un motor también se quemará, aunque sea en pequeñas cantidades. El nitrógeno del aire generará óxidos de nitrógeno, un contaminante a abatir.

En resumen, el motor de combustión interna es ineficiente y contaminante, sea lo que sea lo que lo alimente. BMW ya intentó quemar hidrógeno entre 2005 y 2007 con el Hydrogen 7, un Serie 7 (E65) con un V12 de 6.0 litros que podía usar gasolina o hidrógeno. Se fabricaron 100 unidades. Sin duda, un V12 no es el ejemplo más frugal de un motor, pero tampoco lo es un V8 de 5.0 litros como el de Toyota y Yamaha. El V12 de BMW conseguía una media de 13,9 l/100 km, mientas que, con hidrógeno, otorgaba un equivalente a 5 l/100 km.

Compara eso con lo que ofrece el Toyota Mirai: 3,2 l/100 km. Si eso no fuera suficiente para probar que quemar hidrógeno es una idea un tanto ineficiente, el BMW Hydrogen 7 empleaba hidrógeno líquido que tenía que mantenerse por debajo de los -253 °C. Cuando el vehículo no estaba en uso, el hidrógeno se calentaba y la presión aumentaba. Cuando estaba por encima de los seis bares de presión, el depósito liberaba hidrógeno para evitar males mayores. Tras 10 o 12 días sin usare, el depósito se vaciaría por completo.

Si se quiere salvar al motor de combustión interna, el hidrógeno no es la opción más eficiente. Los combustibles renovables, por ejemplo, ofrecen una mejor alternativa. Teniendo en cuenta que capturan el carbono que ya está en la atmósfera en lugar de liberar el que ya estuvo bajo tierra durante millones de años, como los combustibles fósiles, sí que son elementos neutros en carbono. Sin embargo, ya hemos visto que hay varias otras complicaciones involucradas con ellos, ya que sigue siendo costoso y, abusando de ello, dañino.

Marcas como Porsche están invirtiendo también en combustibles sintéticos para mantener sus clásicos en funcionamiento cuando ya no se permitan los combustibles fósiles. Pero ninguna de estas soluciones aborda los otros contaminantes que un motor de combustión interna puede producir inherentemente ni sus ineficiencias. Teniendo en cuenta lo bien que ha servido a la humanidad en el último siglo, ciertamente merece una jubilación honorable. Para aquellos que han disfrutado de ellos al máximo, duele –mucho– admitirlo, pero el motor de combustión está en las últimas.

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