¿Una bicicleta eléctrica alimentada con hidrógeno en lugar de electricidad? No, esto no es una utopía, Pero la realidad:el especialista en gases industriales Linde ha desarrollado una Pedelec de hidrógeno equipada con una pila de combustible compacta en lugar de la batería habitual. Florian Freund se inspiró en la invención para su tesis Matura:desarrolló un prototipo con el que la bicicleta eléctrica de hidrógeno se puede repostar de forma segura en la estación de servicio H2 en el movimiento de demostración de movilidad Empa.

Florian Freund, un graduado de la escuela secundaria de Sumatra en Zurich, ya estaba interesado en la energía cuando era niño, desde las locomotoras de vapor en los museos hasta la energía nuclear. Pero gradualmente también desarrolló una conciencia de las desventajas de las tecnologías de energía fósil y nuclear, especialmente los peligros del cambio climático. Esto motivó al joven investigador a buscar energías alternativas para su tesis Matura. Rápidamente se encontró un tema:la tecnología de pila de combustible y de energía a gas debería ser, y al final del trabajo debería crearse algo práctico.

Ciclismo con hidrógeno

Los vehículos de pila de combustible se consideran la esperanza de la movilidad futura, y ya están en producción en serie:en el Toyota Mirai, solo el vapor de agua proviene del escape en lugar de los gases de escape. En el demostrador de movilidad, muévase por Empa, los vehículos se pueden repostar con hidrógeno producido por el exceso de energía solar. El viaje puede continuar en unos minutos. Una clara ventaja sobre los vehículos eléctricos:si sus baterías están vacías, se requiere una pausa más prolongada hasta que vuelvan a cargarse lo suficiente. El mismo problema es familiar para los ciclistas eléctricos:tan práctica como la asistencia al pedaleo es en el uso diario, también se requieren descansos de carga más largos para distancias más largas. ¿Podría el hidrógeno también ayudar aquí?

Linde Gas, especialista en gas con sede en Viena, ha desarrollado un prototipo de bicicleta eléctrica que está equipado con una celda de combustible y un tanque de hidrógeno en lugar de una batería. Un llenado de tanque de 33 gramos de gas hidrógeno debería permitir un alcance de más de 100 km. Cuando Florian Freund se enteró de este concepto, El objetivo práctico de su trabajo surgió rápidamente:un nuevo concepto de repostaje para la moto de hidrógeno.

El cilindro de presión de la bicicleta eléctrica tiene un poco más de 1,3 litros, lo que corresponde a alrededor de 33 gramos de hidrógeno a la presión del cilindro prevista de 340 bar. Según el concepto del fabricante, la bicicleta debe repostar con botellas de presión más grandes. La idea de Freund:en lugar de que todos los propietarios de bicicletas tengan que guardar una botella de este tipo en casa, Las bicicletas eléctricas también se pueden repostar en estaciones de servicio de hidrógeno que en realidad fueron diseñadas para automóviles, como el del movimiento demostrador de movilidad de Empa.

Sin embargo, Esto no es tan fácil:las estaciones de servicio están diseñadas para llenar los tanques significativamente más grandes de un vehículo de hidrógeno, con un programa de reabastecimiento de combustible programado permanentemente que inicialmente activa un aumento de presión a 440 bar de presión para probar posibles fugas y medir la presión existente. presión en la botella. Solo después de este aumento de presión inicial comienza el proceso normal de repostaje.

De modelo a prototipo

Después de haber tenido que rechazar algunos conceptos, Freund finalmente hizo su gran avance durante una discusión con el investigador de Empa, Urs Cabalzar, que apoyó al joven investigador:"Nos dimos cuenta de que la primera oleada de presión ya era suficiente para llenar la botella, siempre que el gas ya no regrese a la estación de servicio después, "dijo Freund.

Después de un trabajo de desarrollo y con el apoyo del patrocinador, el especialista en sistemas de fluidos Swagelok, esto resultó en el prototipo:un regulador de presión reduce el aumento de presión de 440 a 275 bar. Por razones practicas, este valor es inferior a la presión máxima posible de la botella de 340 bar; el acoplamiento enchufable utilizado solo se puede utilizar hasta una presión de 275 bar. Una válvula de retención instalada en el regulador de presión asegura que el gas no regrese a la estación de servicio. Freund también ha considerado el reaseguro:una válvula de rebose asegura que el gas se descargue a una presión demasiado alta. Dos manómetros integrados permiten ajustar el regulador y la válvula y controlar la presión. El usuario puede conectar su botella al regulador de presión a través de una manguera y un acoplamiento.

Después de que el graduado completó su prototipo y lo calibró cuidadosamente, Se realizó la prueba de resistencia:lo conectó a la estación de llenado Empa H2 junto con la botella bajo la supervisión de Urs Cabalzar. Y el concepto resistió la teoría; el sistema inició el proceso de repostaje con el aumento de presión de prueba, y en tres segundos la botella estaba llena.

Una tesis exitosa, pero ¿el principio de la bicicleta de hidrógeno también es adecuado para el uso diario? Florian Freund sigue siendo, al menos por el momento, algo escéptico:"Primero, La tecnología del hidrógeno tendría que establecerse en los vehículos normales para que las pilas de combustible sean más baratas y la infraestructura de repostaje sea lo suficientemente densa. Pero entonces nada se interpondría en el camino del nuevo placer de conducir ".