TRENES DE HIDRÓGENO

Trenes de hidrógeno, un post escrito por Angie Fernández (estudiante del Grado en Transporte y Logística UCJC).

Todos recordamos, de nuestras clases de química, que el hidrógeno es el más sencillo de los átomos que constituyen la materia. También hemos estudiado que al hidrógeno le sigue es el helio y que es más estable. Sin embargo, no todos recordamos más del 90% de la materia de nuestro Universo está formada por ambos.

La empresa Alstom es una de las mayores conocedoras de los principales atributos de este pequeño átomo. Basándose en su conocimiento, ha sido capaz de construir una célula de hidrógeno capaz de impulsar un tren. El denominado Coradia iLint es una solución “cero emisiones” para trenes de transporte de viajeros.

Este prototipo constituye una alternativa para el transporte de pasajeros libre de emisiones y de ruido ambiental. El desarrollo de la célula de combustible de hidrógeno permite generar suficiente energía eléctrica de tracción, emitiendo sólo vapor de agua.

Elementos Innovadores en los Trenes de Hidrógeno

El sistema desarrollado pude considerarse vanguardista debido a la combinación de varios elementos innovadores:

• Conversión de energía limpia
• Almacenamiento flexible de energía en baterías
• Gestión inteligente de la potencia de tracción y de la energía disponible
• Sistema inteligente de recuperación de energía

El prototipo combina la aplicación de la pila combustible de hidrógeno con un sistema inteligente de gestión de la energía. Para ello se sirve de una batería de Litio de alto rendimiento, capaz de almacenar la energía generada en el frenado del tren. Por tanto, se combina el sistema de recarga de la batería con dos fuentes: la pila de combustible y los periodos de frenado de los trenes.

El diseño se basa en un vehículo con capacidad para 300 personas que puede alcanzar una velocidad de 140 km/h. La autonomía máxima prevista es de 800 km y entrará en funcionamiento en diciembre de 2018. No obstante, se encuentra pendiente de la autorización administrativa alemana. En otoño de 2017 se realizaron las primeras pruebas de conducción para cubrir una línea interregional. Cuando se produzca la autorización definitiva, está previsto que el sistema cubra el tramo Buxtehude-Bremerhaven-Cuxhaven.

La pila de combustible en los trenes de hidrógeno

Los vehículos que utilizan pila de combustible son capaces de asociar un generador químico en miniatura que opera mediante un proceso de electrólisis inversa. En otras palabras, se hace reaccionar oxígeno e hidrógeno para producir agua y energía. La energía producida se alimenta a un motor eléctrico de manera continua y el sobrante se almacena en una batería de alto rendimiento. De este modo, se hace frente al actual problema de la movilidad eléctrica: la escasa autonomía de sus baterías.

El oxígeno necesario para la reacción se toma directamente del aire. En cuanto al hidrógeno caben dos posibilidades:

• Suministro de hidrógeno puro
• Obtención in situ a partir de gasolina o metanol. En este caso, los subproductos deben someterse a un sistema catalítico.

Funcionamiento del tren de hidrógeno

En Alstom han apostado por la primera vía. El vehículo se recarga en la base con hidrógeno gaseoso a alta presión. El hidrógeno se alimenta a la célula de combustible y se produce la electrólisis. La energía eléctrica se almacena en continuo en las baterías de litio que, a su vez, alimentan al motor de tracción eléctrica. Cuando el sistema no precisa de electricidad, esta queda almacenada en las baterías. Por otra parte, cuando el tren necesita frenar, la energía de frenada se transforma en energía eléctrica mediante un sistema inversor de tracción. Dicho sistema lleva acoplado un convertidor de corriente continua que permite el acceso a la batería de litio. Por lo tanto, las baterías de litio reciben recarga eléctrica desde la pila de combustible y desde el inversor de tracción.

En definitiva, el hidrógeno -ese pequeño elemento que sirve de combustible para la vida de las estrellas- sigue sorprendiéndonos. Al igual que es el principal componente del agua de nuestro planeta, se fusiona con otros núcleos para dar lugar a nuevos elementos. Estos elementos más complejos se combinan entre sí, para dar lugar a la vida o a sistemas complejos. Y estos sistemas complejos también pueden descomponerse para ser fuente de hidrógeno.

Ahora, el hidrógeno, ese pequeño elemento nos da la posibilidad de generar energía limpia para hacer posible la realidad del transporte sostenible mediante trenes de hidrógeno.

Nota: este post se ha generado en el ámbito de la materia de Impacto Ambiental del Transporte, impartida en el Grado en Transporte y Logística (ver plan de estudios) de la Universidad Camilo José Cela (profesores: Marta Serrano Pérez y Tomás García Martín).