La maquinaria agrícola y las energías alternativas. Las pilas de combustible (y VI)

Como objetivo a muy largo plazo, en el SIMA de París del año 2009, New Holland presentó el tractor que funcionaría con motor de hidrógeno. El tractor de hidrógeno HN^2TM, como bien advertía la empresa, era solo un prototipo, con su correspondiente depósito de almacenamiento para el hidrógeno, situado en el lugar que ocupa el motor en los tractores clásicos, bajo el cual se sitúan las pilas de combustible que alimentan dos motores eléctricos, uno para la transmisión y otro para la toma de fuerza y servicios auxiliares.

La estructura general es la de un tractor New Holland de la serie T6000, e indicaban que proporciona una potencia de 75 kW con sistema de transmisión por variación continua desde los motores eléctricos, tanto para la transmisión como para la toma de fuerza.

Las pilas de combustible permiten transformar directamente la energía química en energía eléctrica. Para ello utilizan dos electrodos separados por un electrolito conductor iónico. Los productos que llegan a la pila de combustible son el hidrógeno y el oxígeno que reaccionan de manera separada.

Para que la reacción tenga lugar, tanto en el ánodo como en el cátodo, se utilizan catalizadores. Los electrones y los protones siguen recorridos distintos entre ánodo y cátodo, ya que mientras que los protones lo hace a través del electrolito, los electrones lo hacen por un circuito eléctrico externo que acciona el motor del vehículo. En consecuencia la combinación del hidrógeno con el oxígeno se realiza sin que entren en contacto.

Las pilas de combustible tienen diferentes características de operación (temperatura de trabajo, tipo de combustible…), y para su clasificación se recurre al tipo del electrolito que utilizan. Las que se emplean en vehículos de transporte son del tipo PEMFC, en las que el electrolito es una membrana de polímero sólido; pueden trabajar a baja temperatura (60-80 ºC) utilizando hidrógeno y ofrecen un arranque rápido y baja corrosión y mantenimiento.

¿Cuáles son sus limitaciones?

En primer lugar el coste de la pila de combustible del tipo PEMFC que contiene platino, aunque éste tiende a reducirse con la investigación de nuevos materiales. Otro aspecto a tener en cuenta es la capacidad del depósito de hidrógeno. Cuando se circula con un vehículo de gas natural comprimido, prácticamente cada 100 km hay que repostar. Aunque el repostaje se pueda hacer en la propia explotación agrícola en la que trabaja el tractor, esto hay que tenerlo en cuenta, ya que se reduce la capacidad e trabajo.

El punto más crítico, no imputable al tractor, puede ser la producción de hidrógeno comprimido y con el suficiente grado de pureza en la propia explotación agrícola. La producción de biogás a partir de materia orgánica es relativamente sencilla, pero purificar este gas para conseguir hidrógeno con el grado de pureza que necesitan las pilas de combustible del tipo PEMFC no es tan sencillo. Tampoco es fácil comprimir este hidrógeno para que la capacidad del depósito de tractor permita una autonomía aceptable.

Habrá que esperar a que la industria del automóvil, mejore en su conjunto la tecnología del hidrógeno como propulsor de vehículos, pero habrá que esperar algunos años.

Luis Márquez Delgado
Dr. Ingeniero Agrónomo
D.E.P.