Los actuales motores de combustión interna pueden convertirse fácilmente para funcionar con diversos combustibles, hidrógeno inclusive. No obstante, las pilas de hidrógeno usadas para alimentar automóviles con motores eléctricos son dos o tres veces más rendidoras que los motores de combustión interna a gasolina. Además, no producen emisiones y, debido a que disponen de pocas partes móviles, son silenciosos y no vibran.
El hidrógeno es uno de los elementos más abundantes del universo. Puede extraerse del gas natural, del carbón, del petróleo crudo, etc., pero la única fuente no contaminante de hidrógeno es el agua. Los átomos de hidrógeno y oxígeno presentes en el agua pueden separarse de modo fácil y no contaminante por electrólisis, usando idealmente electricidad procedente de fuentes no contaminantes, tales como paneles solares o turbinas eólicas. El hidrógeno resultante puede comprimirse para ser almacenado y utilizado en pilas de combustible.
Fue un físico galés, William Grove, quien en 1842 inventó la primera pila de hidrógeno sencilla. Grove recombinó el hidrógeno con oxígeno – revirtiendo el proceso de electrólisis – para producir electricidad generando tan sólo agua como subproducto.
Unos 100 años más tarde, los documentos publicados por Grove suscitaron interés por este descubrimiento en Francis Bacon, químico de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, quien mejoró considerablemente esta tecnología en la década de 1950. En la década siguiente, Pratt y Whitney obtuvieron bajo licencia la explotación de la patente de pilas de combustible de Bacon y perfeccionaron la tecnología para la NASA. La misma pila de combustible podía suministrar electricidad para la duración de un vuelo y calefacción y agua potable limpia para la tripulación de una nave espacial. Apollo, Gemini y las siguientes misiones de la NASA, incluido el transbordador espacial, funcionaron con pilas de combustible. La tecnología de Grove estaba a punto.
Ballard ha presentado más de 200 solicitudes internacionales de patente relacionadas con la tecnología de pilas de hidrógeno desde que la empresa comenzó a usar el PCT en 1991. (Foto Ballard Systems)
Varias empresas fundadas después de la crisis petrolera de la década de 1970 se interesaron en la pila de hidrógeno en tanto que fuente no contaminante de energía renovable, usando los documentos de Grove y la información de la patente de Bacon como punto de partida para su investigación. Los investigadores hoy estudian diversos tipos de pilas de combustible, como lo demuestran los centenares de solicitudes internacionales de patente presentadas en los últimos años en el marco del Tratado de Cooperación en materia de Patentes (PCT) para inventos relacionados con pilas de combustibles.
En la década de 1990, un equipo de investigación de Ballard Power Systems, del Canadá, realizó un importante avance al descubrir una manera de incrementar la densidad de potencia del hidrógeno, haciendo pasar la cifra media de 200 vatios/litro a alrededor de 1.500. Usando la tecnología de pila de combustible con membrana de intercambio protónico de Ballard, un automóvil con un motor de tamaño similar al de un automóvil a gasolina puede tener un rendimiento equivalente – pasando de 0 a 100 km/h en 15 segundos, con velocidades máximas de alrededor de 150 km/h. La tecnología también se adapta a usos domésticos – electricidad y calefacción – o a aplicaciones de energía de reserva.
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