El hidrógeno como fuente limpia de energía

El mundo necesita el hidrógeno como fuente de energía limpia. Las comunidades científicas de los distintos países trabajan incansablemente, desde hace años, para encontrar nuevos sistemas energéticos más limpios, baratos y eficaces que los actuales, basados en la quema de productos fósiles.

La inminente escasez de petróleo, unida al estado crítico de contaminación y sobreexplotación que padece el planeta, empuja a los gobiernos a buscar nuevas formas de producir energía, menos dañinas y más amables con la naturaleza. En esta carrera toma ventaja el hidrógeno como fuente de energía, pues es capaz de generar electricidad y de almacenarla fácilmente por un largo periodo de tiempo.

A los posibles nuevos sistemas de producción energética se les exige que sean limpios, abundantes y renovables. Pero hay algo más que no se debe pasar por alto: que sean continuos y no de producción estacional, es decir, que no dependan de fenómenos atmosféricos para poder ser productivos y que estos puedan variar a lo largo del año. Un buen ejemplo de ello es la energía hidráulica. Si te interesa conocer qué repercusión tiene en estos momentos la hidráulica como sistema productor de energía, puedes informarte a fondo haciendo clic en este enlace, un artículo que encontrarás, aquí, en ecoaldia.com.

Por ahora, el hidrógeno se considera la energía más atractiva en este sentido. Un elemento que guarda un enorme potencial energético para el futuro próximo, gracias a diversos factores que analizaremos en este artículo.

Qué es el hidrógeno

El hidrógeno es tan extraordinario por ser un elemento químico capaz de producir y almacenar electricidad. Es el más ligero de la tabla periódica y el más abundante que hay en la naturaleza, lo que lo hace ideal para usarlo como fuente de energía. Supone aproximadamente un 75% del total de la materia visible del universo.

Este dato es muy positivo, aunque no es un elemento primario. Esto quiere decir que, prácticamente, no se encuentra en estado libre en la Tierra, sino que suele estar ligado a otros elementos. La asociación más abundante se da con el carbono, formando gas metano, y con el oxígeno, formando agua.

El hidrógeno se suele presentar como un gas, con las siguientes cualidades: inflamable, incoloro, inodoro, no metálico e insoluble en agua.

¿Cómo obtener el hidrógeno para que sea limpio? El hidrógeno verde

Actualmente, la extracción de hidrógeno proviene al 95% de fuentes de energía fósiles, como el gas natural y el petróleo. Para ello se emplean técnicas como la transformación molecular o la gasificación del carbón. Lamentablemente, en estos procesos se libera una ingente cantidad de dióxido de carbono.

Sin embargo, hay buenas noticias, existe una alternativa y es el llamado hidrógeno verde, que es el obtenido a través de la electrólisis del agua. Este método se basa en dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno mediante la aplicación de corriente eléctrica. Si se emplea una fuente renovable, como la solar o eólica, para generar la electricidad necesaria, se habrá obtenido hidrógeno sin emisiones de carbono en el proceso.

Las perspectivas del hidrógeno como fuente inagotable de energía han propiciado nuevas vías de investigación. Así, las comunidades científicas empiezan ya a plantear formas muy novedosas de extraer hidrógeno.

Un ejemplo es la llevada a cabo en la Universidad de Tel Aviv, en Israel, en colaboración con la Universidad de Arizona, en Estados Unidos. Los científicos israelíes han declarado recientemente que han logrado producir hidrógeno a partir de plantas, en concreto, de unas algas microscópicas. Plantaron una enzima en unas muestras y observaron que producía hidrógeno de manera natural.

La nueva investigación muestra que las plantas tienen el potencial de producir electricidad, aunque advirtió que pasarán al menos 20 años hasta que el mundo se beneficie de estas investigaciones.

Por otro lado, científicos de la Universidad de Washington State han desarrollado una forma más eficiente y económica de generar hidrógeno a partir del agua. Según estos investigadores, el alto valor de los catalizadores, generalmente platino o rutenio, encarece la tradicional electrolisis. Lo novedoso de este sistema es que se usa níquel y hierro, dos metales abundantemente disponibles y baratos.

Por qué producir hidrógeno

Si analizamos lo expuesto hasta ahora, nos daremos cuenta de que para producir hidrógeno (y convertirlo posteriormente en electricidad), hace falta electricidad. Y no poca, precisamente. Pero también es cierto que sistemas de abastecimiento energético, como el solar o el eólico, presentan una discontinuidad y unas dificultades en la conversión y el almacenamiento que el hidrógeno podría resolver.

Por un lado, aprovechando los excedentes de los picos de alta generación de electricidad para alimentar el proceso de electrolisis, así se evitaría extraerlo de los combustibles fósiles, con el daño que eso conlleva para el medio ambiente.

Por otro lado, abasteciendo de electricidad en las épocas de baja producción de la eólica o la solar (cuando las condiciones atmosféricas no acompañan). Esto es posible gracias a la gran capacidad de almacenamiento de electricidad que presenta el hidrógeno.

Precisamente, el problema del almacenamiento de energía es uno de los principales retos a los que se enfrentará el sector en los próximos años, y el hidrógeno parece ser un gran aliado para resolverlo. No solo porque sea capaz de almacenar gran cantidad de energía durante mucho tiempo, sino porque los tanques en los que se almacena, llamados celdas o pilas de combustible, tienen un peso muy inferior a otros tipos de baterías.

¿Y cómo se convierte el hidrógeno en electricidad? El proceso es muy sencillo, es la reacción inversa a la electrolisis. En las pilas o celdas de combustible, el hidrógeno se hace reaccionar con oxígeno, obteniéndose electricidad y agua. Además de ser una forma 100% limpia de generar electricidad, se obtiene agua potable en el proceso.

Por si no fuese suficiente todo lo anterior, otras características positivas del hidrógeno son:

No contamina

Ni contamina ni consume recursos naturales.

No es tóxico

En el caso de liberarse y quedar disipado no sería un peligro para los seres vivos, ni para el medio ambiente.

Es altamente eficiente

El hidrógeno convertido en energía puede alcanzar una eficiencia superior al resto de energías.

Es muy silencioso

Utilizado como combustible es imperceptible para el oído.

Larga duración y potencia

Alarga la vida a los elementos sobre los que se aplique. Además, regularía su potencia según los picos de demanda energética, reduciendo así los costos.

Los usos del hidrógeno

Actualmente, el suministro de hidrógeno a la industria es un negocio importante en todo el mundo. La demanda se ha triplicado desde 1975 y sigue aumentando, abastecida casi en su totalidad por combustibles fósiles. Pero ha sido en los últimos años cuando ha tomado una relevancia añadida, por el hecho de que pueda ser el portador energético del futuro.

La inversión en tecnologías de hidrógeno también aumenta. Los gobiernos aprueban medidas de apoyo e incentivos enfocados, sobre todo, al sector transporte, donde el hidrógeno se impone por ahora de manera más efectiva.

Al igual que los coches eléctricos, los automóviles con celdas de combustible tienen cero emisiones de gases contaminantes, aunque sus prestaciones son similares o incluso superiores en algunos casos. Y tienen una gran ventaja sobre los primeros, y es el tiempo de abastecimiento, mucho menor en los coches de hidrógeno que en los eléctricos de baterías.

Fue la NASA la pionera en desarrollar las celdas de combustible, poniéndolas a prueba incluso en sus misiones espaciales. Además de para la industria del transporte, se está estudiando el uso de estos avanzados objetos para el sector de la vivienda, por ejemplo. El objetivo es mejorar estas celdas para hacerlas más portátiles y adaptables a todo tipo de aparatos eléctricos.

Conclusión para el uso del hidrógeno como energía alternativa

Para que el uso del hidrógeno como fuente de energía sea una realidad, es necesario que la fuente primaria que se utilice sea abundante y de bajo costo. Además, los procesos de separación deben ser igualmente de una menor carga económica. Por último, lo mismo debe ocurrir con el almacenamiento, el transporte, la distribución y los equipos de consumo.

A pesar de todo esto, la simple posibilidad de emplear un combustible con una huella de CO2 nula es una revolución en el sector de la energía. Los derivados del carbón serán desplazados poco a poco, y el hidrógeno se convertirá, de una forma casi segura, en el combustible principal del futuro, no sólo para uso industrial, sino también para el doméstico.

 

Fuentes;

Wikipedia, fgcsic.es, ecoinventos.com, eleconomista.es, centroestudioscervantinos.es, europapress.es, erenovable.com

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