Porsche estudia el uso de hidrógeno líquido en motores V8

Porsche aspira a que, para el año 2030, el 80% de sus ventas se correspondan con modelos eléctricos. Sobre el papel, el único Porsche que se mantendrá fiel al motor de combustión interna será el 911, pues el resto de la gama (718 Cayman/Boxster, Macan, Cayenne, Taycan, Panamera) se electrificará por completo.

Sin embargo, la marca lleva ya un tiempo trabajando en el desarrollo de combustibles sintéticos (e-fuels), solución que debería permitirle seguir utilizando motores térmicos tanto en el 911 como en sus modelos de competición. Esta «gasolina» se crea a partir de hidrógeno de origen sostenible y la recapturación de dióxido de carbono.

Ahora, la compañía ha ido un paso más allá y ha comenzado a estudiar el uso de hidrógeno líquido en motores de combustión interna. Aunque la mayoría de fabricantes que apuestan por el hidrógeno lo hacen a través de eficientes pilas de combustible, Porsche no es la única que está planteándose su uso en propulsores térmicos, pues Toyota ya ha empleado esta tecnología en competición.

Porsche Engineering ha testado de forma virtual un motor 4.4 V8 de estas características, realizando una simulación con un vehículo de referencia relativamente pesado (2.650 kg) en Nürburgring. Con 598 CV (440 kW) de potencia, el «gemelo digital» fue capaz de completar una vuelta en 8 minutos y 20 segundos, todo ello sin emitir monóxido de carbono ni partículas. Para reducir las emisiones de NOx, los ingenieros han optado por una combustión pobre, más fría y limpia.

Lo más seguro es que el motor de hidrógeno de Porsche no llegue a producción

«Hemos desarrollado un prototipo de motor de combustión de hidrógeno que tiene como objetivo igualar la potencia y el par de los actuales propulsores de gasolina de altas prestaciones. Al mismo tiempo, también nos habíamos marcado el objetivo de lograr un bajo consumo de combustible y mantener las emisiones al mismo nivel que el aire ambiental», explica Vincenzo Bevilacqua, Experto Sénior en Simulación de Motores en Porsche Engineering.

«El punto de partida de nuestro estudio fue un motor de gasolina de ocho cilindros y 4.4 litros existente, o más bien, su conjunto de datos digitales, ya que realizamos todo el estudio virtualmente utilizando simulaciones de rendimiento del motor. Para una combustión limpia de hidrógeno, los turbocompresores deben, por un lado, proporcionar alrededor del doble de masa de aire que en los motores de gasolina; por otro lado, sin embargo, la temperatura más baja de los gases de escape disminuye su energía».

Para este proyecto en concreto, se ha apostado por un sistema de turboalimentación con compresores en paralelo asistidos eléctricamente. El motor de hidrógeno resultante ofrece una potencia similar a la unidad de gasolina original, con unas emisiones mucho más bajas. «Al final resultó que las emisiones de óxidos de nitrógeno se situaron muy por debajo de los límites que fija la normativa Euro 7 (en vigor a partir de 2025), cercanas a cero en todo el mapa del motor», señala Matthias Böger, ingeniero Especialista en Simulación de Motores en Porsche Engineering.

Gracias a la combustión pobre, el consumo se redujo por su parte en hasta un 5%. «Hemos cumplido así un objetivo que nos habíamos propuesto en este proyecto: el desarrollo de un motor de hidrógeno limpio y prestacional, pero a la vez económico», concluye Bevilacqua. Porsche estima que el coste de este motor sería equivalente al de uno de gasolina, pues aunque ciertos componentes mecánicos son más complejos, no es necesario el tratamiento posterior de los gases de escape.

A pesar de todo, la firma de Stuttgart señala que «es poco probable que el motor de hidrógeno entre en producción en su forma actual», pues esa no era la finalidad del proyecto, sino «examinar el potencial técnico de este sistema de propulsión que emplea una energía alternativa y ampliar las capacidades de las herramientas de ingeniería existentes».

A día de hoy, la mayoría de expertos coinciden en la baja viabilidad de esta tecnología: la producción de hidrógeno mediante electrolisis es de por sí un proceso bastante menos eficiente que utilizar la energía eléctrica directamente para cargar una batería, pero si además lo utilizamos en un motor de combustión interna en lugar de en una pila de combustible, el gasto energético se dispara, todo ello sin olvidarnos de que todavía se siguen emitiendo gases contaminantes.