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Forero Experto
Los motores de combustión de hidrógeno son un pésimo y desesperado intento de mantenerlos con vida
Inicio > Noticias > Editorial
20 de febrero de 2022, 20:34 UTC ·
by Gustavo Henrique Ruffo
Toyota ha insistido en esto durante bastante tiempo. Renault parece haberse subido al mismo tren con su último prototipo. No importa quién proponga quemar hidrógeno en un motor de combustión: tenga la seguridad de que esta es una medida desesperada para mantener vivos los motores de combustión, de la peor manera posible.
Si no has visto las noticias últimamente, Renault prometió presentar en mayo un concept car que quemará hidrógeno en un motor de combustión interna convencional. Toyota y Yamaha introdujeron un V8 de 5 litros propulsado por hidrógeno en noviembre de 2021.
Más recientemente, las compañías japonesas dijeron que el V8 ofrece 450 hp (335,6 kW ) a 6800 rpm y 540 Nm (398,3 libras-pie) a 3600 rpm. ¿La quema de hidrógeno los haría neutros en carbono? No necesariamente. Y seguirían contaminando el aire.
La mayor parte del hidrógeno que se produce hoy en día proviene de la descomposición del gas natural. Si simplemente separa el hidrógeno del carbono y libera este último a la atmósfera, se llama hidrógeno gris. Si se captura el carbono, se llama hidrógeno azul. El hidrógeno producido a partir de la electrólisis, que convierte el agua en hidrógeno y oxígeno, se llama verde y es el único tipo de este gas que es neutro en carbono. Eso sí: eso es solo el caso si la energía para la electrólisis proviene de fuentes renovables.
HidrógenoLa producción es una de las razones por las que sus críticos piensan que es una opción ridícula. Si necesita electricidad para producir el gas, ¿por qué no simplemente ponerlo en baterías y ponerse en marcha? Las razones son simples: las baterías actuales son caras, pesadas y tardan mucho en recargarse. 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 por qué ese es el caso. Aunque el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, tiene propiedades curiosas. Un kilogramo (2,21 libras) tiene una densidad de energía 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 (0,16 libras). En consecuencia, tiene una densidad energética muy baja: 8,5 MJ/l. Un litro de gasolina pesa alrededor de 770 g o 0,77 kg (1,7 lb). Eso significa que un litro de gas ofrece alrededor de 35 MJ/l, o un 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 -252,87 °C (-423,17 °F).
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 de los motores de combustión: lo ineficaces que son para convertir la energía química en movimiento.
La mayoría de los ICE tienen una eficiencia térmica del 20 %, lo que significa que desperdician el 80 % de la energía del combustible. Los más eficientes alcanzan el 40% de eficiencia térmica. Por cada $100 que gastas, solo $40 mueven las ruedas de tu auto. Los otros $60 se convierten en humos y calor. Mazda se comprometió a alcanzar una eficiencia del 56%. Si logra entregar eso, solo desperdiciará $44 de cada $100 que gaste en combustible. Eso sigue siendo demasiado.
Un motor eléctrico convierte el 90% de la electricidad en movimiento. Si una pila de combustible genera electricidad con el mismo hidrógeno, el vehículo viajará mucho más lejos con ella. Todo eso sin emisiones, algo que no se puede decir de un motor que quema hidrógeno.
Aunque no genera carbono directamente, cualquier aceite utilizado para lubricar las piezas móviles de un motor también se quemará, aunque sea en pequeñas cantidades. El nitrógeno del aire generará óxidos de nitrógeno . También podemos tener ozono proveniente del oxígeno, y el lubricante también puede generar partículas. En resumen, el motor de combustión es una máquina ineficiente y contaminante, independientemente de lo que lo alimente.
BMW ya intentó quemar hidrógeno desde 2005 hasta 2007 con el Hydrogen 7, un E65 con el V12 de 6 litros que podía usar gasolina o hidrógeno. Se construyeron cien unidades. Sin duda, un V12 no es el ejemplo más frugal de un motor, pero tampoco lo es un V8 de 5 litros.
El BMW V12 consiguió 16,9 MPG (13,9 l/100 km) con gasolina. Cuando ese motor quemó hidrógeno, devolvió 4,7 MPG (50 l/100 km). Tenía dos tanques de combustible: uno de gasolina, con 73,8 litros (19,5 galones), y uno de hidrógeno, con 170 litros (45 galones). Si bien el automóvil podía recorrer 480 kilómetros (298 millas) con combustible fósil, el hidrógeno lo hizo correr solo 201 km (125 millas).
Compare eso con lo que ofrece el Toyota Mirai: 74 MPGe (3,2 l/100 km) y 645 km (402 mi) de alcance con dos tanques de hidrógeno que juntos contienen 122 litros (32,2 galones) de hidrógeno. Incluso el Hyundai Nexo Blue va más allá con su peor aerodinámica y gran área frontal: 61 MPGe y 612 km (380 km) para los tres tanques con una capacidad combinada de 156 l (41,2 galones).
Si eso no fuera suficiente para probar que quemar hidrógeno es una idea terrible, el BMW Hydrogen 7 usó hidrógeno líquido, que tuvo que mantenerse por debajo de -253 °C (20,1 K o -423,4 °F). Cuando el automóvil no estaba en uso, el hidrógeno se calentaba y la presión aumentaba.
Siempre que estaba por encima de 87 psi (6 bar), el tanque liberaba hidrógeno para evitar presiones más altas. Después de 10 a 12 días sin uso, el tanque se vaciaría por completo. Eso es algo que no sucede con el hidrógeno almacenado como gas a altas presiones.
Si se quiere salvar el motor de combustión, el hidrógeno no es la opción. Los combustibles renovables ofrecen una mejor alternativa. Teniendo en cuenta que capturan el carbono que ya está en la atmósfera en lugar de liberar el que estuvo bajo tierra durante millones de años, como lo hacen los combustibles fósiles, son elementos neutros en carbono. Sin embargo, hay varias otras complicaciones involucradas con ellos.
El etanol ya se utiliza en Brasil a gran escala. La gente argumenta que la caña de azúcar roba espacio a otros cultivos, lo que los agricultores especializados en ellos niegan. El etanol de segunda generación, producido a partir de biomasa, sería una mejor alternativa, pero sigue siendo costoso. Porsche está invirtiendo en combustibles sintéticos para mantener sus autos clásicos en funcionamiento cuando ya no se permitan los combustibles fósiles.
Ninguna de estas soluciones aborda los otros contaminantes que el motor de combustión produce inherentemente ni sus ineficiencias. Teniendo en cuenta lo bien que ha servido a la humanidad en los últimos cien años, merece una jubilación honorable en lugar de estos vergonzosos intentos de mantenerlo funcionando. Admitidlo, muchachos: el motor de combustión ya está fumado
fuente
www.autoevolution.com
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20 de febrero de 2022, 20:34 UTC ·
by Gustavo Henrique Ruffo
Toyota ha insistido en esto durante bastante tiempo. Renault parece haberse subido al mismo tren con su último prototipo. No importa quién proponga quemar hidrógeno en un motor de combustión: tenga la seguridad de que esta es una medida desesperada para mantener vivos los motores de combustión, de la peor manera posible.
Si no has visto las noticias últimamente, Renault prometió presentar en mayo un concept car que quemará hidrógeno en un motor de combustión interna convencional. Toyota y Yamaha introdujeron un V8 de 5 litros propulsado por hidrógeno en noviembre de 2021.
Más recientemente, las compañías japonesas dijeron que el V8 ofrece 450 hp (335,6 kW ) a 6800 rpm y 540 Nm (398,3 libras-pie) a 3600 rpm. ¿La quema de hidrógeno los haría neutros en carbono? No necesariamente. Y seguirían contaminando el aire.
La mayor parte del hidrógeno que se produce hoy en día proviene de la descomposición del gas natural. Si simplemente separa el hidrógeno del carbono y libera este último a la atmósfera, se llama hidrógeno gris. Si se captura el carbono, se llama hidrógeno azul. El hidrógeno producido a partir de la electrólisis, que convierte el agua en hidrógeno y oxígeno, se llama verde y es el único tipo de este gas que es neutro en carbono. Eso sí: eso es solo el caso si la energía para la electrólisis proviene de fuentes renovables.
HidrógenoLa producción es una de las razones por las que sus críticos piensan que es una opción ridícula. Si necesita electricidad para producir el gas, ¿por qué no simplemente ponerlo en baterías y ponerse en marcha? Las razones son simples: las baterías actuales son caras, pesadas y tardan mucho en recargarse. 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 por qué ese es el caso. Aunque el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, tiene propiedades curiosas. Un kilogramo (2,21 libras) tiene una densidad de energía 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 (0,16 libras). En consecuencia, tiene una densidad energética muy baja: 8,5 MJ/l. Un litro de gasolina pesa alrededor de 770 g o 0,77 kg (1,7 lb). Eso significa que un litro de gas ofrece alrededor de 35 MJ/l, o un 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 -252,87 °C (-423,17 °F).
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 de los motores de combustión: lo ineficaces que son para convertir la energía química en movimiento.
La mayoría de los ICE tienen una eficiencia térmica del 20 %, lo que significa que desperdician el 80 % de la energía del combustible. Los más eficientes alcanzan el 40% de eficiencia térmica. Por cada $100 que gastas, solo $40 mueven las ruedas de tu auto. Los otros $60 se convierten en humos y calor. Mazda se comprometió a alcanzar una eficiencia del 56%. Si logra entregar eso, solo desperdiciará $44 de cada $100 que gaste en combustible. Eso sigue siendo demasiado.
Un motor eléctrico convierte el 90% de la electricidad en movimiento. Si una pila de combustible genera electricidad con el mismo hidrógeno, el vehículo viajará mucho más lejos con ella. Todo eso sin emisiones, algo que no se puede decir de un motor que quema hidrógeno.
Aunque no genera carbono directamente, cualquier aceite utilizado para lubricar las piezas móviles de un motor también se quemará, aunque sea en pequeñas cantidades. El nitrógeno del aire generará óxidos de nitrógeno . También podemos tener ozono proveniente del oxígeno, y el lubricante también puede generar partículas. En resumen, el motor de combustión es una máquina ineficiente y contaminante, independientemente de lo que lo alimente.
BMW ya intentó quemar hidrógeno desde 2005 hasta 2007 con el Hydrogen 7, un E65 con el V12 de 6 litros que podía usar gasolina o hidrógeno. Se construyeron cien unidades. Sin duda, un V12 no es el ejemplo más frugal de un motor, pero tampoco lo es un V8 de 5 litros.
El BMW V12 consiguió 16,9 MPG (13,9 l/100 km) con gasolina. Cuando ese motor quemó hidrógeno, devolvió 4,7 MPG (50 l/100 km). Tenía dos tanques de combustible: uno de gasolina, con 73,8 litros (19,5 galones), y uno de hidrógeno, con 170 litros (45 galones). Si bien el automóvil podía recorrer 480 kilómetros (298 millas) con combustible fósil, el hidrógeno lo hizo correr solo 201 km (125 millas).
Compare eso con lo que ofrece el Toyota Mirai: 74 MPGe (3,2 l/100 km) y 645 km (402 mi) de alcance con dos tanques de hidrógeno que juntos contienen 122 litros (32,2 galones) de hidrógeno. Incluso el Hyundai Nexo Blue va más allá con su peor aerodinámica y gran área frontal: 61 MPGe y 612 km (380 km) para los tres tanques con una capacidad combinada de 156 l (41,2 galones).
Si eso no fuera suficiente para probar que quemar hidrógeno es una idea terrible, el BMW Hydrogen 7 usó hidrógeno líquido, que tuvo que mantenerse por debajo de -253 °C (20,1 K o -423,4 °F). Cuando el automóvil no estaba en uso, el hidrógeno se calentaba y la presión aumentaba.
Siempre que estaba por encima de 87 psi (6 bar), el tanque liberaba hidrógeno para evitar presiones más altas. Después de 10 a 12 días sin uso, el tanque se vaciaría por completo. Eso es algo que no sucede con el hidrógeno almacenado como gas a altas presiones.
Si se quiere salvar el motor de combustión, el hidrógeno no es la opción. Los combustibles renovables ofrecen una mejor alternativa. Teniendo en cuenta que capturan el carbono que ya está en la atmósfera en lugar de liberar el que estuvo bajo tierra durante millones de años, como lo hacen los combustibles fósiles, son elementos neutros en carbono. Sin embargo, hay varias otras complicaciones involucradas con ellos.
El etanol ya se utiliza en Brasil a gran escala. La gente argumenta que la caña de azúcar roba espacio a otros cultivos, lo que los agricultores especializados en ellos niegan. El etanol de segunda generación, producido a partir de biomasa, sería una mejor alternativa, pero sigue siendo costoso. Porsche está invirtiendo en combustibles sintéticos para mantener sus autos clásicos en funcionamiento cuando ya no se permitan los combustibles fósiles.
Ninguna de estas soluciones aborda los otros contaminantes que el motor de combustión produce inherentemente ni sus ineficiencias. Teniendo en cuenta lo bien que ha servido a la humanidad en los últimos cien años, merece una jubilación honorable en lugar de estos vergonzosos intentos de mantenerlo funcionando. Admitidlo, muchachos: el motor de combustión ya está fumado
fuente
Hydrogen Combustion Engines Are a Lousy and Desperate Attempt to Keep Them Alive
Toyota has insisted on this for quite a while already. Renault seems to have jumped on the same train with its latest concept car. It does not matter who proposes to burn hydrogen on a combustion engine: rest assured this is a desperate measure to keep combustion engines alive – in the worst way...
www.autoevolution.com