El futuro de las motos podría ser el hidrógeno

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El equipo de vehículos eléctricos del MIT construye una motocicleta eléctrica única propulsada por pila de combustible de hidrógeno.

El Equipo de Vehículos Eléctricos del MIT, que tiene un largo historial en la construcción y carreras de vehículos eléctricos innovadores, incluidos automóviles y motocicletas, en competencias internacionales de nivel profesional, está intentando algo muy diferente este año:

El equipo está construyendo una motocicleta eléctrica propulsada por hidrógeno, utilizando un sistema de pila de combustible, como banco de pruebas para un nuevo transporte basado en hidrógeno.

La motocicleta realizó con éxito su primera demostración completa en pista en octubre.

Está diseñada como una plataforma de código abierto que debería permitir intercambiar y probar una variedad de componentes diferentes, y que otros prueben sus propias versiones según los planes que el equipo está poniendo a disposición gratuitamente en línea.

Aditya Mehrotra, quien encabeza el proyecto, es un estudiante de posgrado que trabaja con el profesor de ingeniería mecánica Alex Slocum, titular de la Cátedra Walter M. May y A. Hazel May de Tecnologías Emergentes.

Mehrotra estaba estudiando sistemas energéticos y también le gustaban mucho las motocicletas, dice, “así que se nos ocurrió la idea de una bicicleta impulsada por hidrógeno.

Hicimos un estudio de evaluación y pensamos que esto realmente podría funcionar. [Decidimos] intentar construirla”.

Los miembros del equipo dicen que, si bien los automóviles que funcionan con baterías son una bendición para el medio ambiente, todavía enfrentan limitaciones de alcance y problemas asociados con la extracción de litio y las emisiones resultantes.

Por lo tanto, el equipo estaba interesado en explorar vehículos propulsados por hidrógeno como una alternativa limpia, permitiendo vehículos que pudieran recargarse rápidamente al igual que los vehículos propulsados por gasolina.

A diferencia de proyectos anteriores del equipo, que forma parte del MIT desde 2005, este vehículo no participará en carreras ni competiciones, sino que se presentará en una variedad de conferencias.

El equipo, formado por alrededor de una docena de estudiantes, ha estado trabajando en la construcción del prototipo desde enero de 2023.

En octubre presentaron la bicicleta en la Cumbre de las Américas del Hidrógeno y en mayo viajarán a Holanda para presentarla en la Cumbre Mundial del Hidrógeno.

“Esperamos utilizar este proyecto como una oportunidad para iniciar conversaciones sobre sistemas de ‘pequeño hidrógeno’ que podrían aumentar la demanda, lo que podría conducir al desarrollo de más infraestructura“, dice Mehrotra.

“Esperamos que el proyecto pueda ayudar a encontrar nuevas aplicaciones creativas del hidrógeno”.

Además de estas demostraciones y la información en línea que proporcionará el equipo, añade, también están trabajando para publicar artículos en revistas académicas que describan su proyecto y las lecciones aprendidas de él, con la esperanza de tener “un impacto en la industria energética”.

La motocicleta fue tomando forma a lo largo del año pieza a pieza.

“Conseguimos que un par de patrocinadores de la industria donaran componentes como la pila de combustible y muchos de los componentes principales del sistema“, afirma.

También recibieron apoyo de la Iniciativa Energética del MIT, los departamentos de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Eléctrica e Informática, y el Centro Edgerton del MIT.

Las pruebas iniciales se realizaron en un dinamómetro, una especie de cinta de correr instrumentada que Mehrotra describe como “básicamente una carretera simulada”.

El vehículo utilizó energía de batería durante su desarrollo, hasta que se pudo entregar e instalar la pila de combustible, proporcionada por la empresa surcoreana Doosan.

El espacio que el grupo utilizó para diseñar y construir el prototipo, el hogar del Equipo de Vehículos Eléctricos, se encuentra en el Edificio N51 del MIT y está bien preparado para realizar pruebas detalladas de cada uno de los componentes de la bicicleta a medida que se desarrolla e integra.

The MIT Electric Vehicle team tests out their hydrogen powered motorcycle at Thompson Speedway Motorsports Park in Thompson, CT on October 22, 2023. Photo by Adam Glanzman

Elizabeth Brennan, estudiante de último año en ingeniería mecánica, dice que se unió al equipo en enero de 2023 porque quería adquirir más experiencia en ingeniería eléctrica, “y realmente me enamoré de ello”.

Ella dice que a los miembros del grupo “realmente les importa y están muy emocionados de estar aquí, trabajar en esta bicicleta y creer en el proyecto”.

Brennan, quien es el líder de seguridad del equipo, ha estado aprendiendo sobre los métodos de manejo seguro necesarios para el combustible de hidrógeno de la bicicleta, incluidos los tanques y conectores especiales necesarios.

Inicialmente, el equipo utilizó un motor eléctrico disponible comercialmente para el prototipo, pero ahora está trabajando en una versión mejorada, diseñada desde cero, afirma, “lo que nos da mucha más flexibilidad”.

Como parte del proyecto, los miembros del equipo están desarrollando una especie de libro de texto que describe lo que hicieron y cómo llevaron a cabo cada paso en el proceso de diseño y fabricación de esta bicicleta eléctrica de pila de combustible de hidrógeno.

Aún no existe ninguna motocicleta de este tipo como producto comercial, aunque se han construido algunos prototipos.

Ese tipo de guía para el proceso “simplemente no existe”, dice Brennan.

Añade que “gran parte del desarrollo tecnológico para el hidrógeno se realiza en simulación o aún se encuentra en las etapas de prototipo, porque desarrollarlo es costoso y es difícil probar este tipo de sistemas”.

Uno de los objetivos del equipo para el proyecto es hacer que todo esté disponible como un diseño de código abierto, y “queremos proporcionar esta motocicleta como una plataforma para investigadores y para la educación, donde los investigadores puedan probar ideas en espacios con limitaciones de espacio y de financiación””.

A diferencia de un diseño construido como producto comercial, dice Mehrotra, “nuestro vehículo está completamente diseñado para la investigación, por lo que puedes intercambiar componentes dentro y fuera, y obtener datos reales del hardware sobre qué tan buenos son tus diseños”.

Eso puede ayudar a las personas a trabajar en la implementación de sus nuevas ideas de diseño y ayudar a impulsar la industria, dice.

Los pocos prototipos desarrollados anteriormente por algunas empresas eran ineficientes y costosos, afirma.

“Hasta donde sabemos, somos la primera motocicleta [de pila de combustible] totalmente de código abierto, rigurosamente documentada, probada y lanzada como plataforma del mundo.

Nadie más ha fabricado una motocicleta y la ha probado al nivel que nosotros tenemos, y la ha documentado hasta el punto de que alguien podría tomarla y escalarla en el futuro, o usarla en investigaciones”.

Añade que “por el momento, este vehículo es asequible para la investigación, pero aún no lo es para la producción comercial porque la pila de combustible es un componente muy grande y caro”.

Doosan Fuel Cell, que proporcionó la pila de combustible para el prototipo de bicicleta, produce pilas de combustible relativamente pequeñas y ligeras, principalmente para su uso en drones.

La empresa también produce sistemas de almacenamiento y suministro de hidrógeno.

El proyecto seguirá evolucionando, afirma Annika Marschner, estudiante de segundo año de ingeniería mecánica y miembro del equipo.

“Es algo continuo y, a medida que la desarrollamos y hacemos cambios, la convertimos en una bicicleta mejor y más fuerte, con suerte seguirá creciendo a lo largo de los años“, dice.

Si bien el equipo de vehículos eléctricos se ha centrado hasta ahora en vehículos propulsados por baterías, Marschner dice:

“En este momento estamos analizando el hidrógeno porque parece algo que ha sido menos explorado que otras tecnologías para hacer un transporte sustentable. Entonces, nos pareció emocionante ofrecer nuestro tiempo y esfuerzo”.

Hacer que todo funcione ha sido un proceso largo.

El equipo está utilizando un bastidor de una motocicleta de 1999, con muchas piezas hechas a medida para soportar el motor eléctrico, el tanque de hidrógeno, la pila de combustible y el tren motriz.

“Definitivamente hemos tenido que pensar mucho en hacer que todo encaje en el cuadro de la bicicleta porque el espacio es muy limitado.

Por lo tanto, fue necesario tratar de descubrir cómo montar las cosas de manera inteligente para que no haya conflictos”, dice.

Marschner dice: “Mucha gente realmente no imagina que la energía del hidrógeno sea algo que se utilice en las carreteras, pero la tecnología existe”.

Señala que Toyota y Hyundai tienen vehículos impulsados por hidrógeno en el mercado y que existen algunas estaciones de servicio de hidrógeno, principalmente en California, Japón y algunos países europeos.

Pero conseguir acceso al hidrógeno, “para el consumidor medio de la costa este, es un desafío enorme, enorme. La infraestructura es sin duda el mayor desafío para los vehículos de hidrógeno en este momento”, afirma.

Ella ve un futuro brillante para el hidrógeno como combustible limpio que reemplazará a los combustibles fósiles con el tiempo.

“Creo que tiene un enorme potencial”, afirma.

“Creo que uno de los mayores desafíos para hacer avanzar la energía del hidrógeno es lograr que estos proyectos de demostración se desarrollen realmente y demostrar que estas cosas pueden funcionar y que pueden funcionar bien. Por eso, estamos muy emocionados de llevarlo más lejos”.

Fuente: MIT News