La responsabilidad social respecto del planeta ha provocado que busquemos nuevas fuentes de energía, menos contaminantes y más eficientes. Una alternativa a las fuentes de energía tradicionales es el hidrógeno. La utilización de esta como fuente de energía es cada vez más común ya que tiene varias aplicaciones. Pero como todo, su uso tiene ventajas e inconvenientes, algo que trataremos de explicar a continuación.
Hidrógeno: una fuente de energía alternativa prometedora
Para comprender de lo que estamos hablando debemos recordar que el hidrógeno es uno de los elementos químicos con mayor presencia en nuestro planeta. Aunque su está supeditada a otros elementos químicos, como el carbono o el agua. Es por ello que no podemos usarlo en su estado puro y necesita de una transformación.
No considerarlo una energía primaria, sino un vector energético, ya que el elemento marcado con el número uno en la tabla periódica, necesita de un proceso químico para su producción. Este proceso es el que determina que sea un combustible limpio y es por ello por lo que se apuesta tanto por el.
Con su uso se consigue reducir el impacto en el medio ambiente, reduciendo la emisión de gases invernadero, pero no solo en su utilización, sino desde el principio desde su producción. En el proceso, el único residuo que se genera es agua. Al ser el elemento con más presencia es considerado como una fuente inagotable de recursos naturales. Además, gracias a su composición se trata de un elemento fácil de comprimir y almacenar. Su transporte tampoco resulta el problema ya que es muy ligero y permite que su manejo sea muy sencillo.
Pero también tiene sus inconvenientes, y es el precio de producción del hidrógeno verde frente a otros tipos de hidrógeno y fuentes de energía. Además de requerir una inversión importante a la hora de su implantación. Son estos motivos lo que están ralentizando su implantación y expansión.
Hidrógeno: más que solo un combustible, un cambio de paradigma
Durante décadas hemos hecho uso de los combustibles fósiles para la producción de carburantes y su aplicación en otras industrias. Los efectos de su uso están siendo devastadores para el planeta y ha llegado la hora de buscar alternativas. Las circunstancias geopolíticas están siendo un factor determinante para el cambio. Situaciones como la guerra de Ucrania y otros conflictos internacionales, han obligado a buscar otras alternativas a la generación de energía. El coste de la energía se ha disparado por estos y otros motivos, lo que ha precipitado la búsqueda de alternativas.
Aunque el uso del petróleo y sus derivados no va a cesar, podemos limitarlo a la fabricación de materias primas y procesos menos contaminantes que su uso, como carburante o medio para obtener otro tipo de energía como la eléctrica. Es ahí donde entra en juego el uso de energías más limpias como el hidrógeno, por lo que no solo se trata de un combustible, sino en un cambio radical a la hora de hacer uso de esta nueva fuente. Además de sus aplicaciones en el transporte, el hidrógeno puede usarse para generar energía eléctrica verde, mucho más sostenible. Con el uso de este, se pudo suplir la falta de suministro de otros combustibles, aumentar la producción y regular los precios.
Fuentes de hidrógeno: orígenes y métodos de producción
Como ya hemos mencionado, el hidrógeno se encuentra en cualquier cosa que nos rodea, aunque siempre acompañado de otros elementos químicos de los que debemos separarlo. Es una fuente inagotable de recursos, que debemos transformar en combustible. Para ello tenemos que someterlo a unos procesos de producción.
Son varios los procesos de producción de hidrógeno, dependiendo de la materia prima y las distintas fuentes de energía usaremos diferentes métodos para producirlo. Además, dependiendo de estos obtendremos distintos tipos de hidrógeno.
Para la separación del hidrógeno se usan varias técnicas en las que intervienen la transformación química, térmica o electroquímicas en las que usaremos elementos de la naturaleza como el agua o los hidrocarburos. Los explicaremos de forma simplificada sin entrar a profundizar en ellos.
- Reformado de hidrocarburos: Se realiza mediante un proceso alotérmico. En el que se necesita un aporte de calor del exterior. Los reactores tubulares son expuestos a una llama, la cual es generada por unos mecheros, lo que genera un calor uniforme por radiación. Este incide directamente sobre la cámara de combustión, produciendo vapor a alta temperatura y presión. Con la ayuda de un catalizador de base metálica conseguimos un gas de síntesis. El proceso consiste en dos etapas en las que en una primera se consigue en H2 y en la etapa final se purifica.
- Electrólisis del agua: A través de este procedimiento se disocia la molécula del agua en sus dos componentes. Por un lado, obtenemos Hidrógeno y por otro lado oxígeno. Existen varios sistemas de electrólisis:
- La electrólisis alcalina, en la que se une un electrolito básico o alcalino.
- Electrólisis PEN, en medio ácido y con membrana de intercambio protónico por electrolito.
- Y la más reciente, los electrolizadores de alta temperatura de óxidos sólidos, que está en fase de investigación.
- Gasificación del carbón: Por el cual el carbón se transforma en un combustible gaseoso conocido como syngas. Y gracias a la oxidación parcial, se separan el azufre y las cenizas, para obtener una fuente de energía gaseosa.
- Termólisis: a través de la descomposición del agua por métodos térmicos. A través de ciclos químicos se consigue la obtención del gas.
- Producción bioquímica: esta se basa en la utilización de enzimas presentes en ciertos microorganismos especializados. Entre lo que cabe destacar los procesos de biofotólisis, en los que se aprovecha la luz para disociar las moléculas.
- Fotocatálisis y fotoelectrólisis: Se usan fotocatalizadores químicos para disociar el agua por el efecto de la radiación solar.
Hidrógeno Verde, Azul y Gris: entendiendo las diferentes fuentes
No todo el hidrógeno que se produce es verde, existen varios tipos de hidrógeno, estos se clasifican por colores:
- Hidrógeno Verde, este es el considerado más sostenible y caro de producir, se consigue por el proceso de hidrólisis del agua. Es considerado el más limpio porque en su proceso de producción no se genera dióxido de carbono.
- Hidrógeno gris: Es el más utilizado en la industria por ser el que supone un menor coste. Se consigue a través del reformado del metano. Se consigue a través del reformado de gas natural con vapor, y su reacción produce Co2.
- Hidrógeno Azul: Su producción es similar a la del hidrógeno gris, las emisiones de CO2 producidas en el procedimiento son reutilizadas y almacenadas de modo que no se dispersan en la atmósfera. Podemos decir que se trata de un procedimiento de producción intermedio entre los dos anteriores.
