Toyota desarrolla un sistema modular de pila de combustible para promover el uso del hidrógeno

En los últimos años se han adoptado varias políticas para el aprovechamiento del hidrógeno en muchos países y regiones, y numerosas empresas han ido entrando en el mercado. Como consecuencia, se ha ido incrementando la necesidad de hidrógeno y de tecnologías de FC en diversas aplicaciones.

Además de su esfuerzo por popularizar los vehículos eléctricos de pila de combustible - Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV) -, Toyota seguirá reforzando sus iniciativas como proveedor de sistemas de pila de combustible para promover el uso del hidrógeno mediante la popularización de estos, junto con varias empresas de productos de FC, con el objetivo de reducir las emisiones de CO2 para frenar el calentamiento global y contribuir a la consecución de la neutralidad de carbono.

Toyota ha ido impulsando varias iniciativas encaminadas a la creación de una sociedad basada en el hidrógeno, como la comercialización del Toyota Mirai y el autobús SORA, la venta de sistemas de pila de combustible a empresas de productos de FC y la posibilidad de utilizar sus licencias de patentes relacionadas con los vehículos eléctricos de pila de combustible. A través de esas experiencias, la compañía ha podido saber que muchas empresas que trabajan con productos de FC en diversos sectores están buscando sistemas de pila de combustible que se pueden adaptar fácilmente a sus propios productos.

Por tanto, para cubrir estas necesidades, Toyota ha desarrollado un producto que integra productos independientes relacionados con sistemas de FC de la segunda generación del Toyota Mirai con un rendimiento mejorado, como la propia pila de combustible, así como componentes que gestionan el suministro de aire , el suministro de hidrógeno, la refrigeración y el control de la energía, en un único módulo compacto. El nuevo módulo está disponible en cuatro modelos: de tipo vertical (Tipo I), de 60 kW o de 80 kW, y de tipo horizontal (Tipo II), también con una potencia de 60 ó 80 kW.

Toyota ha desarrollado el módulo de FC a partir de tecnologías que han ido cultivando mediante el desarrollo de vehículos eléctricos de pila de combustible durante muchos años, así como los conocimientos y la experiencia acumulados en todo el mundo e incorporados en el Toyota Mirai.

Características del nuevo módulo FC

1. Gama de productos muy versátiles y fáciles de instalar

El nuevo módulo tiene un amplio rango de voltaje, de 400 a 750 V, y se puede conectar directamente a cualquier dispositivo eléctrico existente provisto de motor, inversor, batería, etc., gracias a un convertidor de voltaje de FC integrado que simplifica el desarrollo y la fabricación de productos de FC. Además, el carácter modular del sistema hace que resulte muy práctico.
Los cuatro modelos de módulo se pueden combinar en función de la aplicación, y adaptarse con gran flexibilidad al nivel de salida y la cantidad de espacio disponible para la instalación.
El carácter modular elimina la necesidad de crear diseños para instalar individualmente componentes relacionados con el sistema de FC y de conectar componentes independientes. También integra y reduce el número de puntos en que hay que conectar el módulo a un dispositivo, lo que simplifica la instalación.

Ejemplo esquemático de conexión del módulo FC a un dispositivo externo

2. Excelente seguridad / fiabilidad y estructura de soporte, para una mayor tranquilidad durante el uso

Para garantizar la seguridad asociada al uso del hidrógeno y el alto voltaje, se han implantado las medidas correctivas concebidas durante el desarrollo de vehículos electrificados como los FCEV y los híbridos eléctricos - Hybrid Electric Vehicles (HEV) -. Estas medidas se basan en el concepto fundamental de impedir por todos los medios de hidrógeno y, en el improbable caso de que se produzca alguna, garantizar que se detecta y se remedia de inmediato.

El módulo se diseñó para que el sistema pudiera funcionar en una amplia variedad de entornos operativos, ya sea a bajas o altas temperaturas, a grandes altitudes, donde el nivel de oxígeno es inferior, y en aplicaciones que conlleven vibraciones.

Cuando las empresas de FC decidan utilizar el módulo, tienen la opción de solicitar el apoyo de ingenieros con una amplia experiencia en determinar la disposición y el diseño óptimos para el ahorro de combustible, la duración de uso o los costes de mantenimiento.
3. Rendimiento básico excelente (gran potencia y eficiencia económica)

Aprovechando las características del sistema FC compacto de Toyota, que ha eliminado el humidificador al hacer circular el agua producida durante la generación eléctrica en el interior del grupo FC, el nuevo módulo ha conseguido una densidad de potencia de primera clase por unidad de volumen.

Los requisitos de mantenimiento del nuevo módulo son sencillos e infrecuentes, y ayudan a reducir el costo total, desde la compra a la eliminación, pasando por el uso.

Su comercialización arrancará en primavera de 2021.