lunes, 30 de diciembre de 2013

Coche de Hidrógeno

Toyota FCV-R
En el año 2015 Toyota prevé sacar al mercado el primer coche que utiliza una celda de combustible basada en el hidrógeno, como fuente de energía. El primer coche será el Toyota FCV-R, adelantándose a otras marcas, como Hyundai u Honda, que llevan mas de 20 años apostando una fuente de energía limpia y sostenible como el hidrógeno.


¿En qué está basada esta nueva fuente de energía?

Lo cierto es que está basada en una reacción muy sencilla y conocida, la obtención de agua a partir de hidrógeno y oxígeno. De esta manera no tan solo sería necesaria la presencia de hidrógeno, sino también de oxígeno para que la reacción funcionara y se generara la energía necesaria, que se podría obtener fácilmente del aire. Este tipo de fuente de energía es perfectamente sostenible y limpia, puesto que los subproductos de la reacción son calor, agua y el nitrógeno del aire que no reacciona.


Para que todo funcione hace falta un elemento, una celda de combustible. Esta celda de combustible es capaz de convertir la energía almacenada en los enlaces del oxígeno y del hidrógeno en electricidad para hacer funcionar el coche. 


El hidrógeno llega a la celda de combustible, donde se encuentra con platino, un catalizador que separará el hidrógeno en protones y electrones. Los electrones podrán circular por un circuito externo que alimentará el motor del automóvil. Se está produciendo una oxidación, y el lugar donde se produce el ánodo.

Semireacción de oxidación:

2H2 → 4H+ + 4e−    

En el cátodo se produce la reducción, que tiene como semireacción:

O2 + 4H+ + 4e → 2H2O

En el interior, entre el ánodo y el cátodo hay una membrana de intercambio de protones, que sirve para mover los protones del ánodo al cátodo. Cada celda es capaz de producir 0,8 V, por lo que es necesario colocar varias celdas en serie para obtener el voltaje necesario.


En la Universidad de Berkeley, el  SEPUP (Science Education for Public Understanding Programe) ha realizado una animación muy sencilla para entender todo el proceso. Podeis verla clicando aquí.


El experimento

A partir de un coche de hidrógeno didáctico podemos explicar toda la química involucrada en el proceso. Desde CLUSTER hemos querido realizar un vídeo ilustrativo, explicando el funcionamiento del coche y las reacciones involucradas de manera sencilla.



En este mismo blog realizamos hace un tiempo otro artículo explicando detenidamente como realizar una electrolisis del agua utilizando jeringas luer-lock.

Para conocer algo mas este proceso os recomiendo las siguientes páginas:

1. SEPUP. Explica de manera sencilla todo el proceso
2. Howstuffworks. Realiza una comparativa bastante interesante entre coche de hidrógeno y coche eléctrico.
3. Alternativefuels. Uno de los problemas mas importantes del hidrógeno es su almacenamiento y transporte, todavía nos acordamos de Hindenburg. En este artículo se realiza un estudio detallado.

No os perdáis tampoco los siguientes vídeos. El primero de la Universidad de Huelva



Ni el siguiente, subido a youtube por Juan Lagares, donde se muestra todo el proceso con imágenes realizadas a ordenador


Espero que os haya gustado o interesado el post,

Un saludo

Sergio

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