El hidrógeno ya compite y rinde en los circuitos

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El GR Corolla de hidrógeno líquido de Toyota ha participado en las 24 Horas NAPAC Fuji SUPER TEC 2024 completando un total de 332 vueltas al Circuito de Fuji.

Toyota sigue perfeccionando su apuesta por el hidrógeno y lo hace también en el exigente mundo de la competición. Sin ir más lejos, el fabricante japonés ha tomado parte en las ENEOS Super Taikyu Series 2024, la segunda de sus rondas puntuables, celebrada en el Circuito de Fuji.

Para ser exactos, la firma nipona ha participado en la carrera de 24 Horas NAPAC Fuji SUPER TEC. Y lo ha hecho con el ORC ROOKIE GR Corolla H2 Concept #32, un GR Corolla con motor de hidrógeno líquido.

Hidrógeno para las máximas prestaciones

Es la segunda vez que un vehículo de Toyota compite usando hidrógeno líquido como combustible. La anterior, en 2023. Y lo cierto es que el GR Corolla H2 Concept #32  mostró mejoras significativas en rendimiento en relación a su predecesor. No en vano, rodó hasta 30 giros con un solo tanque para completar un total de 332 vueltas.

Dichos números, en parte, gracias a que en los dos últimos meses, el peso del GR Corolla H2 Concept se ha reducido más de 50 kg.

La primera incursión de un modelo de la marca propulsado por hidrógeno en competición, sin embargo, se remonta a mayo de 2021, como ya os informamos en su momento. En aquella ocasión, Toyota también desafió a sus rivales con un GR Corolla H2 Concept similar al visto en Fuji. Pero a diferencia de este último su motor apostaba por el hidrógeno gaseoso como combustible.

El cambio al hidrógeno líquido supuso en 2023 un gran paso en el desarrollo, haciendo al vehículo mucho más competitivo. Y es que con el hidrógeno líquido, las paradas en boxes también resultan más rápidas y eficientes, ya que se puede repostar en la misma zona que los vehículos de gasolina. 

De hecho, al usar hidrógeno líquido como combustible, el equipamiento que antes hacía falta para producir hidrógeno gaseoso comprimido –como compresores y preenfriadores para refrigerar el hidrógeno– ya no es necesario. Como consecuencia, el área necesaria para instalar la estación puede ser cuatro veces más pequeña que la de hidrógeno gaseoso. Por otra parte, puesto que ya no se requiere presurización al llenar el depósito, pueden repostar múltiples vehículos uno después de otro.

Mejoras del GR Corolla H2 Concept #32

En el nuevo GR Corolla de hidrógeno líquido, Toyota ha modificado el sistema de suministro de combustible y como explicábamos el propio combustible, de hidrógeno gaseoso a líquido. No obstante, el motor es el mismo que cuando el vehículo funcionaba con hidrógeno gaseoso. Y, puesto que la densidad energética aumenta con el cambio de combustible a hidrógeno líquido, se ha duplicado la autonomía con el mismo tiempo de llenado que antes (aproximadamente un minuto y medio).

Son varias las claves técnicas que explican el buen rendimiento del GR Corolla de hidrógeno líquido en relación a su edición de 2023.

La primera de ellas es la durabilidad superior de la bomba de hidrógeno líquido, que incrementa la presión del hidrógeno líquido antes de enviarlo al motor de combustión. El motor a base de hidrógeno líquido desarrolla potencia inyectando hidrógeno directamente para su combustión. Pues bien, el GR Corolla H2 visto en pista en Fuji utiliza una bomba recíproca que bombea el combustible, mediante el movimiento alternativo de un pistón al transferir hidrógeno del depósito de combustible al motor.

En esta ocasión, se ha instalado un mecanismo de cigüeñal de doble efecto para mejorar la durabilidad de la bomba. Gracias a la aplicación del par motor a ambos extremos del cigüeñal, el pistón impulsor se mueve de una forma bien equilibrada, con lo que la durabilidad de la bomba aumenta considerablemente.

La segunda es su mayor autonomía gracias a su nuevo tanque de combustible. El depósito de hidrógeno líquido montado en el vehículo ha cambiado de una forma cilíndrica a una forma ovalada especial, de manera que puede contener más cantidad de hidrógeno líquido y aumenta la autonomía. Para el combustible de hidrógeno gaseoso se utilizan unos depósitos cilíndricos para distribuir la alta presión de manera uniforme, pero puesto que el hidrógeno líquido tiene una presión inferior al gaseoso, permite la posibilidad de unos depósitos de forma especial. 

¿Por qué del cambio de forma? El depósito ha cambiado a una forma ovalada para aprovechar mejor el uso del espacio en el habitáculo. Como consecuencia, el depósito tiene una capacidad 1,5 veces superior a la de uno cilíndrico. El volumen de hidrógeno se duplica, como también la autonomía, con respecto a los depósitos de hidrógeno gaseoso comprimido a 70 MPa empleados hasta 2022.

La tercera y última mejora destacable es el nuevo proceso del dispositivo de captación automatizada de CO2. La tecnología de captación del CO2 utiliza la entrada de aire de gran volumen y el calor generado por los motores de combustión interna para capturar el CO2 de la atmósfera mediante un dispositivo de captación del CO2 instalado en el compartimento del motor. De hecho, se ha instalado un dispositivo de absorción del CO2 en la entrada del limpiador de aire, y al lado un dispositivo de separación del CO2 que aprovecha el calor del motor. También se ha añadido un mecanismo que los alterna automáticamente haciendo girar lentamente el filtro de absorción del CO2 mientras el vehículo circula.

Mencionar que el hidrógeno líquido debe mantenerse a temperaturas por debajo de -253 grados centígrados durante el llenado y almacenamiento. Esto plantea, sin duda, retos singulares en ámbitos como el desarrollo de una tecnología de bomba de combustible que pueda funcionar a bajas temperaturas, para evitar que el hidrógeno se evapore de forma natural de los depósitos, y el diseño de normativas para depósitos de hidrógeno montados en vehículos.

De ahí que Toyota siga trabajando para superar esos obstáculos con la colaboración de sus socios industriales en la producción, el transporte y el uso del hidrógeno.

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