BMW empezó con los coches impulsados por hidrógeno con el Hydrogen 7 en 2005, un Serie 7 impulsado por un V12 alimentado por hidrógeno líquido almacenado en un tanque criogénico, aunque BMW empezó a fabricar pilas de combustible de hidrógeno en 1999. En realidad, fue un éxito bastante grande, y muchas celebridades, como Jay Leno, los compraron. Aunque no fue un éxito comercial, hizo correr la voz de que los coches de hidrógeno son una opción viable para el futuro, y eso en sí mismo es un éxito.
BMW ha creado ahora otro vehículo de hidrógeno FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle), un vehículo de demostración para probar nuevas tecnologías. El vehículo está basado en un BMW Serie 5 Gran Turismo y utiliza un motor eléctrico de 245 CV y una batería de alto voltaje, similares a los utilizados en los híbridos enchufables eDrive e i Division de BMW. Entre los dos ejes se ha montado un depósito de túnel para almacenar el hidrógeno.
BMW utiliza un depósito de almacenamiento CGH2 de 700 bares o un depósito criogénico de 350 bares patentado por BMW. El depósito criogénico permite a BMW almacenar hidrógeno gaseoso a bajas temperaturas y a 350 bares de presión, con una autonomía de 500 km, lo que da a un depósito más pequeño una autonomía similar a la de un vehículo de gasolina. Gran parte de estas tecnologías son fruto de la continua colaboración entre BMW y Toyota. No hay que olvidar que, incluso antes de que se iniciara el desarrollo de la pila de combustible de hidrógeno del Serie 5 GT, BMW había desarrollado un coche de pila de combustible de hidrógeno que se utilizó para realizar pruebas internas en las instalaciones secretas de Miramas (Francia).
Algunas de las principales ventajas de esta tecnología de pila de combustible de hidrógeno FCEV son el tamaño y la autonomía. Los vehículos eléctricos puros suelen ser bastante pequeños, para conservar el peso y ser aerodinámicos, pero los coches de hidrógeno no tienen por qué serlo. Pueden ser grandes coches de lujo como el 5er GT, porque la pila de combustible de hidrógeno puede rellenarse en minutos en una estación, por lo que la conservación no es absolutamente necesaria, aunque sí deseada. Además, como las pilas de combustible de hidrógeno se pueden rellenar tan rápidamente y duran tanto, un coche de hidrógeno es una buena máquina para recorrer largas distancias. No es necesario detenerse cada 80 millas para cargar durante tres horas, sólo hay que parar en la estación más cercana que venda combustible de hidrógeno y repostar como se haría con un coche de gasolina. Esto también es beneficioso para los modelos BMW i, a los que les vendría bien un poco de ayuda en el departamento de autonomía.
Prototipo de pila de combustible de hidrógeno de BMW – Primer viaje
El interior del prototipo del Serie 5 GT es casi idéntico al del coche de serie, lo único que lo delata es un botón rojo de parada de emergencia que desconecta todo el sistema, si es necesario. También hay un velocímetro revisado, específico para la funcionalidad de un vehículo con pila de combustible de hidrógeno. El depósito cilíndrico que aloja el hidrógeno ocupa todo el túnel central del coche, por lo que hubo que hacer muchos retoques en este prototipo de Serie 5 GT. En línea con la filosofía de construcción ligera, el prototipo también cuenta con varias piezas de fibra de carbono, como el techo, el portón elevador de la parte trasera y las ruedas (una combinación de fibra de carbono y aluminio).
El depósito de 160 kilos está hecho de aluminio reforzado con acero y envuelto en un plástico reforzado con fibra de carbono. También se ha colocado un escudo antirradiación alrededor del depósito, y las tapas de los extremos del mismo son piezas de fundición de aluminio soldadas. Gracias a una vida útil de hasta 350 bares de presión interna y a un elaborado aislamiento que rodea el propio depósito, el hidrógeno almacenado a entre -210 y -230 grados centígrados puede permanecer en el depósito durante mucho tiempo, incluso varias semanas después de ser rellenado. Esto es mucho más frío que la temperatura de -40C del sistema de 700 bares.
BMW también mostró el proceso de rellenado, que es tan sencillo como en un coche convencional: se abre la tapa del depósito, se retira un pequeño tapón, se alinea la manguera de hidrógeno y se empuja hacia delante hasta que se bloquea. Ahora el sistema comprueba automáticamente si la conexión es absolutamente hermética y la manguera aislada se limpia mediante una bomba de tres pasadas antes de comenzar el repostaje propiamente dicho. El prototipo viene con un depósito de 7,1 kilos que se rellena en menos de cinco minutos. Los 237 kWh de energía almacenada le proporcionan una autonomía de 500 km.
Al igual que un coche eléctrico, el prototipo de pila de combustible de hidrógeno es silencioso al arrancar, pero al cabo de unos minutos se oyen los primeros ruidos en el interior del habitáculo, lo que indica que el sistema de pila de combustible ha entrado en funcionamiento. BMW dice que los ruidos más fuertes de lo habitual que se escuchan en el prototipo son normales para la fase de este desarrollo y que un futuro coche de producción se encargará de ello. El coche funciona con una transmisión automática hidráulica de dos velocidades que cambia a unos 80-90 km/h. Hay un ligero silbido durante la aceleración fuerte y nos dicen que es de una bomba que pasa hidrógeno y aire por la pila de combustible.
Cuando el conductor pisa el acelerador, el sistema indica a la pila de combustible que empuje el hidrógeno hacia una placa anódica, donde cada átomo de hidrógeno se divide en protones y electrones. Los protones migran a través de las membranas poliméricas de la pila para llegar al cátodo, que tiene carga positiva. A continuación, reaccionan con el oxígeno creando vapor de agua. Esto sí que es alta tecnología.
Con la ayuda del aire y el hidrógeno alimentados a través de la pila de combustible, el sistema produce energía que se almacena en un acumulador. La batería de iones de litio, con una capacidad de 1kWh, es suficiente para aumentar el par motor y la propulsión.
El núcleo de la pila de combustible es una tecnología de Toyota, mientras que BMW suministra el nuevo depósito de hidrógeno, el tren motriz eléctrico y la batería de alto voltaje. Una pila de combustible debería durar unas 5.000 horas o 200.000 km. BMW dice que se pueden instalar entre 200 y 400 pilas en la pila, dependiendo de la potencia que se quiera conseguir.
BMW nos dejó llevar el prototipo por una pista cerrada, donde tuvimos la oportunidad de probarlo en varios modos de conducción y cargas. A pesar de su gran tamaño, el prototipo 5 GT se sentía ágil y con la potencia inmediatamente disponible al pisar el pedal; nos recordaba al estilo de conducción del i3, pero más dinámico. Para la aceleración rápida, el coche utiliza el motor eléctrico trasero con 160 kW (214 CV) para entregar puntualmente la potencia necesaria a las ruedas traseras. Se trata del motor eléctrico de nueva generación, básicamente una mejora del actual motor del i3.
Cuando funciona con poca carga, la pila de combustible tiene un rendimiento del 65% para convertir el combustible de hidrógeno en movimiento de avance. Con una carga pesada, esa eficiencia baja al 45%, un poco mejor que la de un motor diésel. Un motor de gasolina tiene una eficiencia del 36%.
El Serie 5 GT Hydrogen Fuel Cell puede alcanzar los 100 km/h desde parado en 8,4 segundos.
Infraestructura
Ahora, las estaciones de hidrógeno no son lo más común. Sabemos esto. Es muy raro que veas una en un pueblo medio de Estados Unidos, ya que residen sobre todo en grandes ciudades como Los Ángeles, Chicago y Nueva York. Sin embargo, la infraestructura está creciendo y con bastante rapidez. Países como Estados Unidos, Alemania, China, Corea del Sur y Japón están acelerando el crecimiento de sus infraestructuras de pilas de combustible de hidrógeno para automóviles. Japón está invirtiendo mucho en infraestructuras, ya que el país se prepara para los Juegos Olímpicos de 2020, en los que pretende destacar el progreso de la pila de combustible de hidrógeno, una estrategia que pondrá de relieve la independencia de los recursos de combustible convencionales. Alemania cuenta actualmente con 50 estaciones de llenado de hidrógeno, y para 2023 el objetivo es tener al menos 400.
El objetivo de BMW y Toyota es tener un grupo inicial de componentes homologados para el año 2020, aunque los vehículos FCEV dependen del desarrollo de una estructura de combustible de hidrógeno. Así que es de esperar que, en los próximos años, las estaciones de servicio de hidrógeno sean mucho más comunes.
La tecnología de las pilas de combustible de hidrógeno es también una necesidad para nuestro futuro. A medida que nuestros recursos naturales comienzan a agotarse, el hidrógeno se convierte en el mejor recurso para la energía sostenible, no sólo en la industria del automóvil, sino para todo. La electricidad es muy difícil de aprovechar de forma limpia de otra manera, ya que cosas como la energía solar y los molinos de viento no pueden hacer mucho. Pero el hidrógeno es infinitamente renovable, fácil y rápido, y lo más importante, limpio. Las pilas de combustible de hidrógeno no producen emisiones, ya que el único subproducto de una pila de combustible de hidrógeno es el agua.
Tiene mucho sentido que BMW se dedique a estas tecnologías. El uso de pilas de combustible de hidrógeno para alimentar los motores eléctricos proporciona a los BMW el tipo de potencia y rendimiento al que están acostumbrados sus clientes, con una eficiencia increíble y sin tiempos de carga. Además, es la forma de energía más limpia que podemos utilizar y es la fuente de energía más abundante en nuestro universo conocido. Mientras que los vehículos eléctricos de batería pura se utilizan principalmente para la conducción en ciudad y en distancias cortas, la tecnología de pila de combustible ofrece la solución ideal para los clientes que buscan una gran autonomía de conducción con cero emisiones. La tecnología también está dirigida a coches de mayor tamaño, como los modelos de la Serie 5 y superiores.
La utilización de la tecnología FCEV por parte de BMW es un acierto y es de esperar que llegue a nuestras calles muy pronto.
Aquí hay un video rápido que filmamos con el coche en la pista:
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