Los motores diésel son ampliamente utilizados en el sector industrial debido a su confiabilidad y bajos costos de mantenimiento. Toyota está decidida a cambiar eso, y sus ingenieros han trabajado arduamente para desarrollar varias alternativas de hidrógeno diseñadas para una amplia gama de aplicaciones.
El Mirai, el vehículo eléctrico de celda de combustible de hidrógeno (Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV, por sus siglas en inglés) producido en serie por Toyota, es el modelo que dio a conocer esta tecnología.
También ha servido de plataforma para desarrollar soluciones alternativas basada en celdas de hidrógeno para el sector industrial, camiones de carga y generadores eléctricos son algunos de ellos.
Toyota presentó el Mirai en el 2014, sin embargo, ha estado desarrollando sistemas de propulsión a base de hidrógeno desde principios de los noventa.
1. Proyecto Portal de Toyota
Además de los vehículos de pasajeros, la compañía también ha centrado sus esfuerzos en el desarrollo de soluciones de emisiones cero y casi cero para el sector industrial. Un ejemplo es el Project Portal de Toyota Motor Norte América, un sistema de celda de combustible de hidrógeno diseñado para uso en camiones pesados.
La primera versión fue revelada en 2017, en forma de un concepto de camión completamente funcional utilizado en el Puerto de Los Ángeles. Dicho camión funciona con dos celdas de combustible de la primera generación de Mirai, junto con una batería de 12kWh.
Combinadas, las celdas generan más de 670 hp y 1325 lb-ft (1,796 Nm) de torque, lo que permite al camión transportar cargas de hasta 80.000 lb (36,2 toneladas métricas) al tiempo que proporciona un rango de manejo estimado de más de 200 millas (321 km) por llenado, en funcionamiento normal de transporte.
En los años siguientes, el proyecto produjo otros semis funcionales propulsados por hidrógeno. A través de una asociación continua con Kenworth, esta tecnología ahora está disponible en los camiones Kenworth T680E Clase 8, K270E Clase 6 y K370E Clase 7.
2. Generador de pila de combustible estacionario
Otro proyecto exitoso es el despliegue de un generador estacionario de cero emisiones instalado dentro de los terrenos de la planta de Honsha en la ciudad de Toyota, en Japón.
El generador de celdas de combustible utiliza dos sistemas completos de celdas de combustible tomados del Mirai FCEV, que incluyen unidades de control de energía de pilas de combustible y una batería secundaria.
Tiene una potencia nominal de 100 kW (134 hp) que se puede alcanzar en 40 segundos después del arranque.
Figura 1. Generador de celda de combustible de Toyota
Después de probar con éxito el generador en su planta de Honsha, Toyota continúa su desarrollo, con la intención de aumentar su eficiencia y ponerlo a disposición como una alternativa para los generadores diésel que se utilizan actualmente en una amplia gama de industrias.
3. Sistemas modulares Hydrogen Drive
El desarrollo más reciente que involucra fuentes de energía a base de hidrógeno es la gama de módulos de celdas de combustible empaquetados que pueden proporcionar energía a varias plataformas móviles o actuar como generadores estacionarios.
Dentro de cada módulo Hydrogen Drive se encuentra toda la tecnología necesaria para producir energía limpia, como una pila FC (Fuel Cell) derivada de la segunda generación de Mirai, junto con sistemas de suministro de aire, suministro de hidrógeno, refrigeración y control de energía.
Los módulos están disponibles en formas verticales y horizontales con salidas de 60 u 80 kW y tienen un rango de voltaje de 400 a 750 V.
Figura 2. Hydrogen Drive modular systems de Toyota
Están diseñadas para funcionar en una amplia gama de entornos operativos, lo que garantiza un funcionamiento seguro del sistema a bajas o altas temperaturas, a mayores altitudes y en aplicaciones que implican altos niveles de vibración.
En conclusión, las tecnologías de pila de combustible de Toyota demuestran que abandonar los motores diésel en favor de alternativas ecológicas ya no es un concepto utópico, y depende ahora de las empresas adoptar las opciones que ofrece la tecnología.
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