Cómo funciona una estación de servicio de hidrógeno

Resulta que es como una bomba de gasolina. Excepto por las partes donde no lo es.

Resulta que lo divertido de la tecnología del futuro es lo notable que se ve para la tecnología actual. Conduce hasta una estación de servicio de hidrógeno y se te perdonará por notar lo normal que parece. Bomba de combustible. Pantalla táctil. Boquilla. Luces de techo bajo un dosel. En algunos casos, incluso un logotipo familiar de Shell. Lo único que falta es un tipo que venda cigarrillos y botellas de Mountain Dew Baja Blast. Con más estaciones conectadas cada año y más autos de hidrógeno en la carretera, como el Toyota Mirai, vale la pena echar un vistazo a cómo el hidrógeno entra en un vehículo de celda de combustible y sale a la carretera.

El hidrógeno suele llegar a una estación de servicio de la misma manera que la gasolina: en un camión. Pero a diferencia de la gasolina, también se puede generar en el sitio, separando el elemento del agua o del gas natural. El hidrógeno también se puede transportar a través de tuberías, como las 700 millas de tuberías que ya existen en Estados Unidos.

Si el hidrógeno llega en forma líquida, primero debe convertirse en gas antes de que pueda usarse. Aquí pasa por torres vaporizadoras que calientan el líquido hasta convertirlo en gas.

Antes de que el hidrógeno ingrese a su automóvil, debe comprimirse a altas presiones, hasta 10,000 libras por pulgada cuadrada o 700 bar. Hay dos estándares para la compresión de hidrógeno: presión media H35 y presión total H70. Una presión más alta se traduce en un rango más alto: en un vehículo moderno de celda de combustible como el Toyota Mirai, por ejemplo, un llenado completo en H70 equivale a 312 millas de rango,* que está a la par con los vehículos que funcionan con gasolina.

* MPGe estimado por la EPA para 2017 de 67 ciudad/67 carretera/67 MPGe combinado para Mirai y un rango de manejo de 312 millas. El millaje real variará. Medida de autonomía según normas SAE J2601 (temperatura ambiente: 20°C; presión del depósito de hidrógeno con combustible: 70 MPa). El tiempo de repostaje varía con la presión de repostaje de hidrógeno y la temperatura ambiente.

El hidrógeno se encuentra en tanques de almacenamiento, al igual que la gasolina. La principal diferencia aquí, sin embargo, es que estos tanques están sobre el suelo, mientras que la gasolina se almacena bajo tierra, por una suma de miles de galones. (Es gracioso: un estudio de la Universidad de Miami mostró que una fuga de gasolina y un incendio son mucho más devastadores para un vehículo que una fuga de hidrógeno). Cualquier fuga en un tanque de almacenamiento significa que el hidrógeno, que es más liviano que el aire, simplemente se ventila antes tiene la posibilidad de arder.

Para evitar la expansión y mantener la densidad de energía mientras se bombea a altas presiones, el hidrógeno debe enfriarse a través de un intercambiador de calor antes de pasar por una bomba. El enfriamiento evita que los tanques de a bordo del vehículo se sobrecalienten, lo que acelera el abastecimiento de combustible.

Finalmente, el hidrógeno va a su bomba. Esta bomba es como la bomba de una estación de servicio promedio, excepto que está años luz por delante en potencia informática: con la capacidad de comunicarse con la computadora a bordo de su vehículo de celda de combustible, puede determinar la temperatura, la presión del tanque y los niveles de combustible, luego hace el resto sí mismo. Todo lo que tiene que hacer es bloquear la boquilla en su lugar y esperar. El combustible se mide en kilogramos en lugar de galones, lo que puede tomar algún tiempo para envolver la cabeza en combustión interna. Se tarda solo de tres a cinco minutos en llenar el tanque de hidrógeno de un automóvil*, y durante todo este tiempo, su conductor de hidrógeno no se dará cuenta de toda la ciencia, la tecnología y la ingeniería que se han utilizado para llevar este hidrógeno a su tanque.

*El tiempo de repostaje varía según la presión de repostaje de hidrógeno y la temperatura ambiente.

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