Las pilas de combustible, o también denominadas células o celdas de combustible, son un dispositivo electroquímico en el que un flujo continuo de combustible y oxidante bajo una reacción química controlada da lugar a los productos y suministra directamente corriente eléctrica a un circuito externo.
Esquema de funcionamiento de una pila de combustible. Fuente: Wikipedia.
Hidrógeno + Oxígeno = Electricidad + Agua
Las más comunes son las denominadas PEM (de membrana de intercambio protónico). Su esquema se muestra en la imagen. Las pilas de combustible puede clasificarse en función del electrolito y del combustible elegido.
Los buques que forman esta recopilación son muy diferentes entre sí, no solo por sus uso, sino por la manera que tienen de emplear el hidrógeno. La mayoría siguen operando salvo alguna excepción. Están ordenados por su eslora, y a igualdad de la misma, por su manga. ¡Aportad más barcos si los conocéis!
Pero antes no queremos dejar pasar la ocasión de mostraros una medusa artificial que funciona con hidrógeno. El proyecto denominado Biomimetic Jellyfish Robotic fue desarrollado por el investigador del Virginia Tehc, Alex Villanueva:
1. New York Hornblower Hybrid
Si visitamos la Estatua de la Libertad en Nueva York puedes trasladarte allí a bordo del New York Hornblower Hybrid, un catamarán propulsado con células de combustible de hidrógeno (32 kW), con paneles solares (20 kW) y con dos aerogeneradores (5 kW).
Propiedad de Hornblower Cruises, que dispone de buques en San Francisco y en Nueva York.
El buque de San Francisco fue adquirido por la compañía y posteriormente reconvertido y fue novedad en su tiempo por contar con paneles solares y aerogeneradores para la generación eléctrica.
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- New York Hornblower Hybrid
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- Hornblower Hybrid (San Francisco)
La compañía disponía del New York Hornblower Hybrid en 2011.
2. Catamarán Energy Observer
En número de enero de la revista INGENIERIA NAVAL podéis encontrar un extenso artículo de este catamarán que dará la vuelta al mundo en promoción de las energías renovables.
Paneles solares, una cometa, aerogeneradores son algunas de sus fuentes de energía, pero destaca la producción de hidrógeno mediante la electrolisis del agua de mar. Con ese hidrógeno se generará energía eléctrica a bordo en las células de combustible instaladas a bordo.
Si queréis saber más sobre este catamarán, os dejamos el enlace a la noticia publicada en esta web donde podéis ver varios vídeos:
3. MS Alsterwasser
En 2008, Alsterwasser botaba en Hamburgo, como parte del proyecto Zero Emission Ships (Zemships) financiado por la UE. El buque era propiedad de ATG.
Este buque de navegación interior, en el lago Alster, estaba equipado con dos células de combustible junto con una batería de 560 V. Ambos sistemas fueron desarrollados por Proton Motor. La potencia de salida era de 48 kW. Si queréis saber más sobre este proyecto os dejamos el folleto (.pdf 1 MB) del mismo.
Hablamos en pasado porque lamentablemente fue retirado del servicio en 2013 debido a la falta de puntos de suministro en la zona. Fue reemplazado por otro buque, el ASV Roboat que cuenta con paneles solares.
4. Elding
Este buque fue construido como buque de rescate pero en el año 2000 fue comprado por la familia Elding. Desde entonces se ha sometido a varios cambios para mejorar la habitabilidad ya que esta embarcación está destinada al avistamiento responsable de ballenas, tours privados en verano y disfrute de auroras boreales durante el invierno.
El siguiente enlace os redirige a la visita virtual de este buque, os animamos a que veáis sus interiores convertidos en un auténtico museo educativo sobre las ballenas.
5. Nemo H2
El 9 de diciembre de 2009 se botaba en los canales de Amsterdam el Nemo H2, propulsada por la electricidad que genera sus dos pilas de combustible PEM de 30kW con una batería de 70 kWh.
Fue diseñada y desarrollada por Fuel Cell Boat BV. Almacena el hidrógeno en seis depósitos de 24 Kg a 35 MPa. Es propiedad de la compañías Boat Company Lovers. El exterior del barco ha cambiado desde su botadura, así que si lo buscais este será, lo más probable, el aspecto actual:
Dispone de una hélice a popa de 75 kW y otra a proa de 11 kW. Os dejamos el folleto (.pdf, 3 MB) de esta embarcación .
6. Ross Barlow
Los ingenieros de la Universidad de Birmingham han desarrollado un buque fluvial híbrido de hidrógeno de emisiones cero. El Ross Barlow combina tecnologías de imán y celda de combustible podría ser utilizada para impulsar embarcaciones de navegación interior.
No se trata de una nueva construcción. Fue donado a la Universidad de Birmingham, para el proyecto Protium, por British Waterways que destinaba este buque a labores de mantenimiento de canales.
El buque tiene un diseño muy característico de los canales de Reino Unido, denominado narrowboat, de tan sólo 2,13 m de manga y 21,95 m de eslora.
Al buque original le fue extraído el motor diesel para reemplazarlo por uno eléctrico de imanes permanentes NdFeB (diseñado por la compañía Lynch), una batería de plomo-ácido, un almacén de hidruros metálicos y una celda de combustible PEM de 5kW.
Esquema del sistema de propulsión.
El Ross Barlow navegó por primera vez en septiembre de 2007. El buque sirve como aula educativa para la divulgación de los beneficios de las tecnologías sostenibles de hidrógeno. En 2016 tuvieron lugar una serie de conferencias en la Universidad de Briminghan a bordo de este buque.
Os compartimos el video del buque navegando:
7. Catamarán Hidroville
En el artículo “El hidrógeno como combustible da sus primeros pasos” publicado en el número de enero de la revista INGENIERIA NAVAL os contamos con detalle la situación a primeros de 2018 del estado del uso de hidrógeno como combustible para buques.
En él se hace referencia al catamarán Hidroville, el primer barco propulsado por hidrógeno en un motor diésel. Algo que le diferencia del resto de embarcaciones que forman esta recopilación ya que no cuenta con células de combustibles
En los motores de combustión interna de hidrógeno, éste es inyectado desde el depósito a presión, donde está almacenado, al cilindro. La chispa en la bujía provoca la combustión de la mezcla de aire e hidrógeno. Este motor emite vapor de agua, sin embargo, puede suceder que se generen pequeñas cantidades de nitróxidos por culpa de la temperatura de la combustión.
8. Ferry de pasajeros Hydrogenesis
Desde 2003 el Hydrogenesis opera seis horas al día entre Temple Quay y SS Great Britain.
Este buque fue encargado por el ayuntamiento de Bristol como parte de la iniciativa Green Capital ya que la ciudad quería optar a la European Green Capital 2015. Fue diseñado y desarrollado por Bristol Hydrogen Boats, un consorcio formado por Bristol Packet Boats Trips, No 7 Boat Trips y Auriga Energy.
El ferry fue construido en el astillero de Weston-super-Mare como un prototipo para demostrar la viabilidad de las células de combustible en buques. Ganó el premio a la Innovación Ambiental del Año en 2011.
Hydrogenesis se alimenta de cuatro pilas de combustible que producen hasta 12 kW de potencia a 48 V. La unidad de gestión de energía (PMU), controla la entrega de potencia combinada a la hélice a través de un motor de corriente contínua de imán permanente gemelo. El sistema de hidrógeno incorpora módulos SmartFuel y una estación de repostaje en el muelle del puerto de Bristol, suministrados por Air Products. Tiene un depósito para el almacenamiento de hidrógeno a 350 bar de presión con capacidad para cuatro días.
9. MF Vågen
Los noruegos siguen trabajando en la viabilidad de las células de combustible con hidrógeno en buques. En 2009 el MF Vågen fue equipado con un sistema de propulsión eléctrica con células de combustible de hidrógeno. Esta conversión estaba enmarcada en el proyecto REMKOF (Pure Marine Power and Propulsion). Este buque tenía 11 m de eslora y 4 m de manga.
En 2010 el sistema fue retirado del buque. El siguiente proyecto, ya en 2016, fue promovido por CMR Prototech, y pretendía instalar pilas de combustible de hidrógeno en el ferry Osterøy MF Ole Bull, convirtiéndose en el primer gran ferry de Noruega en usar hidrógeno como combustible.
Este ferry opera entre Valestrand y Breistein (Bergen, ). El proyecto buscaba mostrar la viabilidad comercial del uso de baterías de iones de litio. Uno de los motores diesel de este buque sería reemplazado por un motor eléctrico alimentado por 200 kW de celdas de combustible PEM junto con baterías de 100 kWh.
Sin embargo, no hemos encontrado nada de información relacionada con los avances del mismo, así que creemos que fue abandonado.
10. Jules Verne 2
Veremos este pequeño ferry navegar por Nantes (Francia), concretamente por el río Erdre. Fue desarrollado dentro del proyecto NavHybus de Mission Hydrogène. Dispone de dos celdas de combustible Symbio FCell.
Fue construido por el astillero Navalu (Vendèe).
La Autoridad de Transporte de Nantes (Semitan) explota este ferry para el traslado de pasajeros entre Petit Port y la desembocadura del Cens.
