EL MOTOR DE HIDRóGENO QUE HA CREADO TOYOTA PARA UN DEPORTIVO Y REVOLUCIONA EL MUNDO DE LA COMBUSTIóN

En este tiempo en el que todos los fabricantes han cogido la autopista que conduce a la electrificación, los japoneses han optado por utilizar diferentes tecnologías para conseguir el mismo objetivo, el de reducir las emisiones de sus coches. Toyota ha creado un motor de hidrógeno para un deportivo que va a revolucionar el mundo de la combustión.

De forma paralela al desarrollo del coche eléctrico, algunas marcas han estudiado la posibilidad de utilizar el hidrógeno como alternativa viable a los motores de combustión. 

Al fin y al cabo, el objetivo a largo plazo es dejar de utilizar motores diésel y de gasolina y reemplazarlos por otros más ‘limpios’ para alcanzar la neutralidad en carbono. Y no tienen que ser necesariamente eléctricos, sino que cualquier tecnología que permita reducir las emisiones será bienvenida.

La mayoría de las marcas se han centrado en el coche eléctrico, pero algunas de ellas también están trabajando en otras alternativas, como los combustibles sintéticos (caso de Porsche, entre otras) y el hidrógeno.

En ambos casos, hablamos de soluciones que todavía están en una fase bastante temprana de desarrollo. En el caso del hidrógeno, este elemento alimenta una pila de combustible que permite funcionar un coche eléctrico, no hablamos del hidrógeno como combustible.

Pero, actualmente sólo hay dos coches en el mercado que utilicen esta tecnología: el Toyota Mirai y el Hyundai Nexo. Y ambos están destinados más a flotas que a particulares.

Toyota crea un motor de hidrógeno y ya lo ha probado

 

Sin embargo, Toyota ha creado un motor de hidrógeno como combustible para alimentar un motor térmico adaptado. Lo presentó hace poco más de un año y, para ello, utilizó un prototipo del Toyota GR Corolla.

Toyota lleva tiempo trabajando en el desarrollo del hidrógeno como energía alternativa a los combustibles tradicionales y compatible con el coche eléctrico e híbrido. Desde 2021, ha competido con un prototipo del Corolla GR H2 que funcionaba con hidrógeno gaseoso. Pero el año pasado lo cambió por el hidrógeno líquido.

Toyota compitió con un nuevo prototipo del GR Corolla alimentado por hidrógeno líquido en las 24 Horas NAPAC Fuji SUPER TEC, celebrada entre el 26 y el 28 de mayo en el Circuito de Fuji.

El cambio al hidrógeno líquido supuso un gran paso adelante en el desarrollo, porque hizo que el vehículo fuese más competitivo, ya que las paradas en boxes también resultan más rápidas y eficientes, al poder repostar en la misma zona que los coches de gasolina.

Una de las ventajas de usar hidrógeno líquido es que ya no necesitaba el equipamiento necesario para producir hidrógeno gaseoso comprimido, como compresores y preenfriadores para refrigerarlo. Por tanto, el área necesaria para instalar la estación puede ser cuatro veces más pequeña que la de hidrógeno gaseoso. 

Avances en el motor de hidrógeno

 

Uno de los factores clave fue la reducción del peso del prototipo en más de 50 kg, lo que le permitió conseguir mejores tiempos por vuelta que el GR Corolla con motor de hidrógeno gaseoso que compitió en 2021. 

Al mismo tiempo, la marca japonesa introdujo algunas mejoras en el sistema de propulsión para participar en las 24 Horas de Fuji. Además de cambiar el hidrógeno gaseoso a líquido, modificó el sistema de suministro de combustible. Más allá de estos cambios, el motor era el mismo que cuando funcionaba con hidrógeno gaseoso.

Otra ventaja del hidrógeno líquido, frente al gaseoso, es que, al ofrecer una mayor densidad energética, duplica la autonomía con el mismo tiempo de llenado que antes (aproximadamente un minuto y medio). 

Poco después de las 24 Horas de Fuji, Toyota llevó el GR Corolla H2 a las 24 Horas Le Mans, donde lo expuso junto a otro prototipo con motor de hidrógeno que podría competir en unos años en una nueva categoría de la carrera de resistencia francesa. 

El propio Akio Toyoda, presidente de Toyota Motor Corporation, probó el Corolla de hidrógeno en el legendario Circuito de la Sarthe. 

Super Taikyu Series 2024

 

Este año, Toyota ha vuelto a competir en la segunda cita de la ENEOS Super Taikyu Series 2024, que se disputó del 24 al 26 de mayo, con el ORC Rookie GR Corolla H2 Concept Nº32 con motor de hidrógeno líquido.

En esta segunda cita, el coche mostró mejoras significativas en rendimiento y corrió hasta 30 vueltas con un solo tanque, completando 332 vueltas en total. Por un lado, mejoró sustancialmente la durabilidad de la bomba, que incrementa la presión del hidrógeno líquido antes de enviarlo al motor de combustión.

El coche utiliza una bomba recíproca que bombea el combustible mediante el movimiento alternativo de un pistón al transferir hidrógeno del depósito de combustible al motor. 

En esta ocasión, se instaló un mecanismo de cigüeñal de doble efecto para mejorar la durabilidad de la bomba. Gracias a la aplicación del par motor a ambos extremos del cigüeñal, el pistón impulsor se mueve de una forma bien equilibrada, con lo que la durabilidad de la bomba aumenta considerablemente.

Por otro lado, los ingenieros japoneses modificaron la forma del depósito de hidrógeno para aumentar su capacidad y, con ello, la autonomía. Dicho depósito ha pasado de ser cilíndrico a tener una forma ovalada que permite aprovechar el espacio en el habitáculo y aumentar su capacidad en 1,5 veces.

En consecuencia, el volumen de hidrógeno se duplica, como también la autonomía, con respecto a los depósitos de hidrógeno gaseoso comprimido a 70 MPa empleados hasta 2022.

Los retos del hidrógeno líquido

 

Pese a los avances que está haciendo Toyota con su motor de hidrógeno, todavía tiene algunos retos por delante. Para empezar, el hidrógeno líquido debe mantenerse a temperaturas por debajo de -253 grados durante el llenado y almacenamiento. 

Esto plantea desafíos singulares en ámbitos como el desarrollo de una tecnología de bomba de combustible que pueda funcionar a bajas temperaturas, para evitar que el hidrógeno se evapore de forma natural de los depósitos, y el diseño de normativas para depósitos de hidrógeno montados en vehículos.

En este sentido, la marca japonesa seguirá trabajando para superar esos obstáculos que aún no ha podido resolver, con la colaboración de sus socios industriales en la producción, el transporte y el uso del hidrógeno.

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