El hidrógeno. Una posible fuente de combustible eficiente para el futuro – ahorro energético

La utilización del hidrógeno no es de data reciente y actualmente se busca emplear para contribuir con el ahorro energético. Para el siglo XVIII, los franceses lo utilizaron para globos de reconocimiento y los alemanes lo emplearon para conducir sus dirigibles y cruzar el océano atlántico, además de su uso como combustible en los llamados zeppelines. Antes y después de la segunda guerra mundial, este elemento se empleó como combustible de motores de vehículos de todo tipo pero sin mucho éxito. El auge del carbón en el siglo XIX eliminó todo uso masivo del hidrógeno y quedó reducido a la industria química con la producción de fertilizantes y su uso para eliminar el azufre y otros componentes de la gasolina y otros productos derivados del petróleo.

            En el presente, el ahorro energético se ha convertido en una necesidad y buscar nuevos combustibles para sustituir a los tradicionales puede hacer que el hidrógeno vuelva a sobresalir. A finales del siglo XX la preocupación por el ambiente y el agotamiento de los combustibles fósiles trajo como consecuencia que se comenzara a emplear el hidrógeno en los automóviles, empleado en la pila del combustible donde este elemento se quema con el oxígeno, transformando la energía de la combustión en electricidad. Desde un punto de vista práctico, puede  contribuir con el ahorro energético y a la vez crear una nueva plaza de autos que no requieran del combustible tradicional.

Razones para utilizar el hidrógeno

            La razón principal para utilizar este elemento es por impacto positivo al ambiente y al ahorro energético. Además de actuar como instrumento provisorio a la quema de combustibles fósiles. La explotación de los mismos es finita, mientras que el hidrógeno no. La principal ventaja de su combustión es que solo produce agua, por lo que no existe un riesgo de contaminación hacia el ambiente, capa de ozono o atmósfera. Sin embargo, por no ser un combustible primario necesita de otros para su producción.

            El hidrógeno suele ser un excelente conductor de energía y por ende contribuye con el ahorro energético. Además, su posibilidad de almacenamiento es grande. Por otro lado, la energía especifica de su combustión, tiene propiedades importantes, ya que su valor es de 120 mega julios por Kg duplicando las propiedades del gas natural y del petróleo. Su capacidad de almacenamiento, no solo lo hace competir con la electricidad en algunos casos, sino también ser un complemento apropiado para algunas energías renovables que funcionan de forma intermitente.

            El hidrógeno se presenta como un gas y es el elemento natural más abundante en la tierra. Puede estar presente de forma molecular o iónica pero a pesar de su abundancia no se encuentra disponible con facilidad para los seres humanos, por lo que el ahorro energético a través de él no es imposible pero si difícil. Además de esto, en la tierra se encuentra combinado principalmente con el agua, lo que hace aún más difícil su transformación.

Formas de producir el hidrógeno

            Las materias primas para obtener el hidrógeno provienen directamente de la naturaleza como el mar, la biomasa y algunos productos de origen animal como el biogás. Sin embargo, la molécula del agua es la más estable de todas y por medio de su disociación o por medio de una reacción donde el hidrógeno sea producto de la misma. Generalmente, la producción de este elemento se  ha destinado a la fabricación de amoníaco, a las refinerías de petróleo, a la obtención del metanol y a los productos químicos, sin tener en cuenta el ahorro energético.

            La necesidad de reducir las emisiones de CO2, para tratar de disminuir los gases de efecto invernadero, ha hecho que en la actualidad se esté estudiando profundamente su obtención a partir del agua por métodos térmicos y por la alta temperatura que se requiere, es necesario recurrir a catalizadores y al empleo de ciclos para para disminuir la temperatura máxima de trabajo para tratar de utilizar materiales de una forma mucho más práctica y que busque el ahorro energético.

            Su producción en el presente no se puede realizar sin un método costoso y contaminante y por otra parte, no existe una cadena de distribución. Estos dos factores han limitado su uso y su producción a gran escala y para ser utilizado en los autos se debe crear. La electrolisis es un método poco contaminante y consiste en descomponer el agua aplicando corriente eléctrica y si la misma es producida a través de energías renovables, el proceso puede ser bastante limpio. Otros procesos incluyen la alteración del metabolismo de las bacterias o algas por medio de la luz solar. No obstante, si se llegara a producir hidrógeno en forma de combustible y como sustituto de la gasolina, aun quedaría el problema de la distribución, ya que los costos asociados superan al de los combustibles fósiles dejando ser práctico para el ahorro energético.

El hidrógeno y las pilas de combustible

            Si el hidrógeno se llega a desarrollar con un fin ambiental y económico, su principal aplicación será para el sector automotriz y el transporte, dejando su uso rezagado para la electricidad. Las pilas de combustible serán su máxima expresión. El modelo más sencillo de las mismas consta de dos electrodos, un ánodo negativo, y un cátodo positivo, los cuales actúan siempre que el platino se pueda encontrar como catalizador separado por un electrolito. El hidrógeno entra en la pila por el ánodo y se disocia en iones y electrones.

            Las ventajas de la pila de combustible es que no produce CO2, tienen un alto rendimiento teórico y práctico y tiene un bajo nivel de ruido. Sin embargo, su producción es costosa, tienen poca vida útil y necesitan ciertos requerimientos del combustible. Estas limitaciones han hecho que aun sean las pilas tradicionales las que dominan el mercado pero si las investigaciones son fructíferas, el hidrógeno podría convertirse en un combustible rentable y amigable con el ambiente y una forma más de contribuir con el mismo y con el ahorro energético.

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