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Giantleap Improves Automation of Non-polluting Transportation with Lifetime Extension of Automotive PEM fuel cells

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Optimizar las pilas de combustible para que los autobuses eléctricos sean una opción más atractiva

Los autobuses eléctricos con pila de combustible impulsados por hidrógeno son ecológicos y eficientes en términos energéticos, pero necesitan una mayor disponibilidad y fiabilidad de sus sistemas de pila de combustible. Para garantizar las mejores condiciones de funcionamiento de los autobuses eléctricos con pila de combustible en todo momento, una iniciativa de la Unión Europea ha introducido unos sistemas de control avanzado que miden la estado de la pila de combustible.

Transporte y movilidad
Energía

El aumento de la disponibilidad y la fiabilidad de los autobuses eléctricos con pila de combustible ha resultado difícil para varios proyectos financiados con fondos europeos. Una de esas iniciativas fue CHIC, en la que solo se registró una disponibilidad del 70 % de los autobuses de hidrógeno frente al 96 % de sus equivalentes diésel. «Esto hizo que los autobuses de hidrógeno tuvieran mala reputación», dice Federico Zenith, coordinador del proyecto financiado con fondos europeos Giantleap. El equipo de Giantleap desarrolló métodos de pronóstico para los sistemas de pila de combustible, a saber, las propias pilas de combustible y componentes adicionales como los compresores que suelen ser más críticos respecto a la fiabilidad. «Seguimos un método para ampliar la autonomía, donde las pilas de combustible y los depósitos de hidrógeno están conectados a un autobús eléctrico como una estación de carga de mano que los operadores pueden eliminar y reemplazar fácilmente si hay fallos de funcionamiento», explica Zenith.

Algoritmos que identifican pilas de combustible defectuosas

Los socios del proyecto idearon un algoritmo que proyecta una vida útil de 15 000 horas de funcionamiento continuo para las pilas de combustible en comparación con el objetivo inicial de 12 000. También desarrollaron algoritmos que determinan el estado de deterioro de una pila de combustible en solo unos segundos. Estos algoritmos se probaron con éxito en pilas de tamaño real. «Pudimos explicar las averías de los compresores sometidos a condiciones transitorias anómalas que causaron un mayor desgaste y que son la principal causa de fallo del sistema de pila de combustible», informa Zenith. La proyección del coste del prototipo del sistema de pila de combustible es alentadora. Además, el equipo demostró satisfactoriamente la viabilidad de un extensor de autonomía para los autobuses eléctricos en carreteras públicas pero sin pasajeros reales. La posibilidad de cambiar el extensor de autonomía en caso de avería aumenta enormemente la disponibilidad del autobús. La gran capacidad de la batería permite al autobús completar su ruta en caso de que se produzcan fallos de funcionamiento durante su uso. Por último, los investigadores del proyecto siguieron analizando el fenómeno de rejuvenecimiento de las pilas que se observó por primera vez en el proyecto predecesor Sapphire. «Ahora comprendemos mejor las condiciones en las que podemos recuperar algún deterioro de la pila que antes se pensaba que era irreversible, aunque todavía existen otras explicaciones alternativas de los mecanismos», señala Zenith.

La experiencia positiva de los proyectos da lugar a asociaciones fructíferas

Giantleap generó un gran interés en la tecnología de pilas de combustible para el socio del proyecto Bosch Engineering, uno de los principales fabricantes alemanes de piezas y accesorios para vehículos de motor. «La empresa utilizó más recursos de los presupuestados para sacar el máximo provecho del proyecto, y estaba claro que lo consideraban de importancia estratégica», dice Zenith. Al final del proyecto, Bosch Engineering anunció una cooperación estratégica con el productor sueco de pilas de combustible PowerCell. La empresa también comenzó a colaborar con el fabricante de camiones eléctricos americano Nikola Motors en su próximo camión de hidrógeno, el Nikola Two. Zenith concluye: «Giantleap ha contribuido a una mejor comprensión de los procesos de deterioro de las pilas de combustible y sus sistemas. Aumentar la vida útil y la fiabilidad del sistema de pila de combustible debería mejorar la disponibilidad de los autobuses eléctricos con pila de combustible y reducir su coste total de propiedad».

Palabras clave

Giantleap, pila de combustible, autobús, sistema de pila de combustible, extensor de autonomía, autobuses eléctricos

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