La pila de combustible de hidrógeno se acerca de forma lenta, pero inexorable, hacia nuestras carreteras. Muchos la ven como la última y definitiva innovación hacia un transporte limpio. Lo que tantos no saben es que su historia se remonta más de 200 años.
Es cierto que la pila de combustible y su perfeccionamiento, tal y como los conocemos hoy, apenas acumulan un puñado de años. Sin embargo, la idea de utilizar el hidrógeno como combustible en el transporte es más antigua de lo que podría parecer.
De hecho, aunque no aplicado de forma masiva en la automoción, sí que la historia del transporte nos ha dejado ejemplos icónicos de medios cuya razón de ser era el aprovechamiento del elemento más abundante en el Universo. En la memoria histórica encontramos a los dirigibles o zepelines; o los vehículos espaciales. Pero, ¿cuándo se encendió la chispa del hidrógeno?
Su descubrimiento en 1766 por Henry Cavendish
Resulta curioso que el descubrimiento del elemento químico más común y crucial para la vida en el planeta o para explicar la luz que llega de las estrellas se demorarse hasta los albores de la época industrial.
Su identificación se atribuye al físico y químico británico Henry Cavendish en 1766, como consecuencia de sus investigaciones para determinar la composición del agua. Cavendish pudo comprobar con éxito como el hidrógeno poseía las propiedades de un sustancia inflamable o flogisto.
Antes de eso, el hidrógeno había sido aislado de forma exitosa por varios científicos como Paracelso o Robert Boyle. Ahora bien, desconocían que el gas inflamable de sus experimentos constituía un elemento químico en sí mismo.
Apenas dos décadas después de las investigaciones de Cavendish, Antoine Lavoisier y Pierre-Simon Laplace bautizaron al elemento tal y como lo conocemos hoy: hidrógeno, que en griego equivale a "generador de agua", que es lo que produce al quemarlo.
El fracaso del primer motor de hidrógeno: 1806
Curiosamente, en el primer intento de aplicar un motor de combustión interno a un automóvil estuvo involucrado el hidrógeno. El ingenio se le atribuye al francés Francois Isaac de Rivaz.
Lo llevó a cabo en tiempos más que convulsos entre 1806 y 1807, tras su retirada del ejército. Su primitivo motor de encendido provocado por chispa se alimentaba de una mezcla de oxígeno e hidrógeno. Fue un fracaso que terminó por abandonarse al año siguiente. Sin embargo, la huella del hidrógeno quedó inscrita.
Hippomobile, el primer vehículo de hidrógeno: 1863
Hubo que esperar casi un siglo para que un belga, Etienne Lenoir, tuviera éxito técnico (no tanto comercial), en creación de un vehículo terrestre con un motor que se nutriera de hidrógeno.
Fue en 1963. Dos años antes, Lenoir había probado su motor en un barco. El belga llamó a su automóvil Hippomobile. El movimiento lo propiciaba un motor de un cilindro que quemaba hidrógeno generado vía electrólisis. Tras presentarlo al mundo, el inventor trato de mejorar el rendimiento y la eficiencia del primer bloque, adaptándolo al modelo de cuatro ciclos que proponía su socio Alfonse Beau de Rochas.
Aunque no tuvo continuidad, Lenoir sentó las bases del inminente despegue comercial del automóvil. Él mismo vendió entre 350 y 400 unidades de su Hippomobile. Fue, sin duda, una adelantado a su época.
La primera pila de combustible a hidrógeno: 1842
Pero no nos adelantemos. Remontemos la mirada histórica una par de década. El coche a hidrógeno, en la actualidad, no se basa en un sistema equivalente al de combustión, tal y como intentaba Lenoir con su Hippomobile.
Su razón de ser es la c´´elula o pila de combustible. Esta propicia que el flujo de combustible y oxidante produzca la energía eléctrica suficiente para alimentar a un motor eléctrico.
Pues bien, la primera pila de combustible que utilizaba hidrógeno data de 1842, año en el que el físico galés William Grove se propuso el milagro de producir electricidad partiendo del agua. Aunque su invento no tuvo recorrido alguno, al siglo siguiente el ingeniero británico Francis T. Bacon retomó la labor de Grove para crea la primera pila de combustible del siglo XX.
La pila de combustible de hidrógeno de Bacon no fue algo espontáneo, sino el fruto de casi dos décadas de trabajo que empezaron en 1939, con una una pila de 5 kW.
Hidrógeno para surcar los cielos
Los ingenieros de la NASA aprovecharon los resultados de la pila de hidrógeno de Bacon para aplicarlos, a partir de la década de los años 60, a los cohetes propulsados por hidrógeno.
Antes que eso, y durante casi 80 años, el hidrógeno había ayudado a la conquista de los cielos mediante dirigibles. El motivo era diferente: la ligereza del hidrógeno en estado gaseoso.
Ahora bien, las propiedades inflamables del hidrógeno también contribuyeron a su extinción comercial, sobre todo, tras el desastre del Hindenburg en 1937, como se puede observar en el impactante vídeo anterior.
El planeta vivía una época en la que el motor de combustión mostraba su verdadera hegemonía. Aun así, los resultados de Francis T. Bacon con la pila de combustible de hidrógeno fueron convenciendo a muchos agentes de la industria que otro tipo de mecánicas no solo eran posibles, sino también viables.
La tendencia a dar con concepts alimentados por hidrógeno tomó más vigor a partir de la crisis de los años 70, en los que el medio ambiente empezó a atirsbarse como un motivo de preocupación creciente.
El despertar moderno del hidrógeno
Toyota se unió a la carrera por el hidrógeno en los años 90. Aunque no fue el primero de los fabricantes, sí que con el paso de los años ha demostrado ser uno de los fabricantes que menos humo ha vendido y más confianza real ha depositado sobre las innovaciones relacionadas con el hidrógeno.
Comenzó los trabajos en una pila de combustible (FVC) propia en 1992. Como elemento imprescindible asociado, también se centró en el desarrollo de los depósitos de hidrógeno. Y es que, los responsables del proyecto del fabricante nipón sabían que la viabilidad de la pila depende en buena medida de la capacidad de almacenar hidrógeno a altas presiones y con las garantías de seguridad suficientes.
Toyota combinó sus avances en el campo de los motores híbridos eléctricos con la pila de combustible, combinando ambas tecnologías. Cuatro años después, en 1996, llegó el primero de varios prototipos. El Toyota FCEV-1 integraba la primera pila de combustible de Toyota en un Toyota RAV4 de primera generación.
Casi al mismo tiempo, Toyota estrenaba una familia de concepts Highlanders a hidrógeno bajo el apellido FCHV. Estos desarrollaban una potencia cuatro veces superior a la de su antecesor, con 90 kW. La autonomía apenas superaba los 200 kilómetros reales.
El campo de batalla técnico se centró en aumentar la presión de los depósitos de hidrógeno hasta alcanzar los 700 bares. Este hito para el coche a hidrógeno lo alcanzó Toyota en 2008, con el Toyota FCHV-adv. El modelo alcanzaba los 830 kilómetros de autonomía, pero bajo los criterios del ciclo de homologación japonés de la época.
Toyota Mirai: el inicio del futuro
A principios de la anterior década, Toyota decidió imprimir un giro decisivo para acelerar la llegada real del coche con pila de combustible de hidrógeno. Así, abandonó (de momento), la idea de montar su tecnología en un SUV. No era algo nuevo, pues el fabricante lo había probado a principios del milenio en sus prototipos Fine-T.
Así se centró en implementar el corazón de la pila, reduciendo los costes de producción e iniciando la carrera por obtener un precio de consumo.
Este fue el génesis del Toyota Mirai, que alcanzó el mercado en 2014. El fabricante dio el paso de borrar de la mente de los conductores los apellidos y las siglas de la pila.
Desde entonces, el fabricante japonés está dedicando buena parte de su hoja de ruta a mejorar las prestaciones del hidrógeno y ayudar a desplegar la infraestructura necesaria y sostenible que requieren las hidrogeneras. Sin ellas, este tipo de movilidad carece de sentido.
En la actualidad, la segunda generación del Toyota Mirai observa con confianza a sus antecesores, gracias a una motorización que alcanza los 182 CV (134 kW) y 300 Nm de par, un precio de partida que no pasa de 70.000 euros y un tanque de 5,6 kg distribuido en tres depósitos que le ayudan a homologar (en WLTP) 650 kilómetros.
El trabajo de Toyota se concentra y condensa en este Mirai. No es un modelo nacido de un falso compromiso medioambiental, sino un nexo de unión con los modelos del futuro, que demuestra que hay vida comercial para el hidrógeno 216 años después del primer motor.
Imágenes | Toyota, elaboración propia y Wikimedia.commons/Keresluna
