Investigadores de la UVa avanzan en el desarrollo de pilas de hidrógeno y combustibles alternativos

Las pilas de combustible son dispositivos que convierten la energía química del material utilizado en energía eléctrica. Este proceso presenta un rendimiento muy alto, es decir, existe muy poca pérdida de energía en esa transformación y dependiendo del combustible que se emplee puede no ser contaminante. Estas características hacen de las pilas de combustible un elemento atractivo para la investigación, así lo creen en el Grupo de Investigación Reconocido (GIR) de Motores térmicos y Energías Renovables (MYER) de la Universidad de Valladolid (UVa).

Concretamente el GIR ha investigado en los últimos años sobre pilas de combustible. Cuando éstas se alimentan con hidrógeno, una de las grandes ventajas que presentan es que como residuo se genera sólo vapor de agua, por lo que no contamina directamente. Si por el contrario se utilizan otros combustibles que contienen metano o monóxido de carbono, la reacción daría como resultado CO2, “pero hay que recordar que el rendimiento es mucho mayor que en el sistema convencional con lo cual compensa”, aclara Francisco Vicente Tinaut, catedrático de la UVa y miembro de MYER.

MYER trabaja en constante relación con la Fundación para la Investigación y Desarrollo en Transporte y Energía (CIDAUT) y, en cuanto a pilas de combustible de hidrógeno, se han centrado en tres líneas de trabajo. La primera de ellas está basada en el conocimiento de los componentes de las pilas de combustible y la simulación del funcionamiento del dispositivo, para introducir mejoras.

Una segunda vía de trabajo ha sido el proyecto de integración de sistemas, es decir, “integrar la pila de combustible dentro de un conjunto más amplio donde aparecen los elementos necesarios para alimentarla y que pueda funcionar”, explica Tinaut. Se trata de poner a disposición del usuario una pila de combustible que lleve incorporada todos los elementos necesarios -aire, conductos de refrigeración, sistema de regulación y control, etc.- para su correcto funcionamiento autónomo.

La tercera línea de trabajo está centrada en la generación de hidrógeno. “El hidrógeno no existe libre en la naturaleza, ‘no hay pozos de hidrógeno’, como los hay de petróleo o de gas natural y en consecuencia este combustible se tiene que generar a partir de sustancias que lo contienen”, apunta el investigador. Para la obtención de este elemento hay dos opciones, una mediante electrólisis del agua en la que “se descomponen moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno utilizando energía eléctrica”, señala Tinaut. En este sentido, el grupo estudió la posibilidad de combinarlo con un generador eólico para que durante las horas valle (el tiempo de menor generación de energía eléctrica) realizase la electrólisis del agua.

La otra opción para obtener hidrógeno es a partir de combustibles que lo contengan como es el caso del gas natural a través de su contenido en metano (CH4), hidrocarburos como el gasóleo o hidrocarburos de tipo renovable como son los alcoholes.

Actualmente, MYER sigue trabajando en estas líneas de investigación desde otros enfoques como es la posibilidad de utilizar los gaseoductos convencionales para transportar mezclas de gas natural e hidrógeno. Además estudian las propiedades de estas mezclas y su posible empleo como combustible para motores. “Esta parte de la investigación cubre todos los aspectos, desde las propiedades como combustible, hasta la utilización en motores y el ensayo en distintas condiciones de funcionamiento”, agrega Francisco Tinaut.

Estos proyectos se enmarcan dentro del concepto de movilidad sostenible en el que trabajan en el grupo desde sus inicios, un ámbito que engloba distintos campos, entre ellos la obtención de energía a través de métodos alternativos.

Movilidad sostenible

La movilidad sostenible nace a partir de la preocupación que surge por el medio ambiente a mediados del siglo XX cuando el modelo de transporte urbano empezó a basarse en el uso del coche particular. Este concepto engloba distintos aspectos relevantes como la prestación adecuada del transporte según sean personas o mercancías, la combinación entre transporte privado y público o el respeto por el medio ambiente, no solo en cuanto al empleo de combustibles fósiles sino al impacto en la extracción y el transporte de éstos.

Otro aspecto de importancia para la movilidad sostenible es la seguridad del servicio. Tanto que el vehículo sea seguro, como que los combustibles alternativos que se planteen sean seguros en cuanto a riesgo de explosión, incendio, etc. También se trata de seguridad de suministro. En el caso español, por un lado, aproximadamente el 70 por ciento de la energía utilizada es importada, pero por otro lado, España es pionera en cuanto a energías renovables. ”Podemos intentar utilizar energías renovables como una forma de reducir la dependencia del exterior”, apunta Tinaut.

Un elemento fundamental de la movilidad sostenible es el coste, de modo que las soluciones alternativas que se planteen deben ser de un coste similar a las convencionales. Otro aspecto es el relativo al tiempo, las medidas que se apliquen deben ser sostenibles a largo plazo. El último enfoque es el relativo a la investigación en nuevos combustibles de origen renovable que constituyan alternativas a los actuales, sobre los que trabaja directamente MYER.

El Grupo está formado en la actualidad, además de por el propio Francisco Vicente Tinaut, por el catedrático Andrés Melgar Bachiller y por los profesores de la UVa Blanca Giménez Olavarría, Miriam Reyes Serrano y Alfonso Horrillo Güemes.