El hidrogeno como combustible
la energía de las pilas de combustible
El hidrógeno es el elemento más simple. Un átomo de hidrógeno está formado por un solo protón y un electrón. También es el elemento más abundante del universo. A pesar de su simplicidad y abundancia, el hidrógeno no se produce de forma natural como gas en la Tierra, sino que siempre se combina con otros elementos. El agua, por ejemplo, es una combinación de hidrógeno y oxígeno (H2O).
El hidrógeno también se encuentra en muchos compuestos orgánicos, sobre todo en los hidrocarburos que componen muchos de nuestros combustibles, como la gasolina, el gas natural, el metanol y el propano. El hidrógeno puede separarse de los hidrocarburos mediante la aplicación de calor, un proceso conocido como reformado. En la actualidad, la mayor parte del hidrógeno se obtiene de este modo a partir del gas natural. También se puede utilizar una corriente eléctrica para separar el agua en sus componentes de oxígeno e hidrógeno. Este proceso se conoce como electrólisis. Algunas algas y bacterias, que utilizan la luz solar como fuente de energía, incluso emiten hidrógeno en determinadas condiciones.
El hidrógeno tiene un alto contenido energético, pero un motor que quema hidrógeno puro no produce casi ninguna contaminación. La NASA utiliza hidrógeno líquido desde los años 70 para poner en órbita el transbordador espacial y otros cohetes. Las pilas de combustible de hidrógeno alimentan los sistemas eléctricos del transbordador, produciendo un subproducto limpio: agua pura, que la tripulación bebe.
wikipedia
La electrificación de los vehículos comerciales desempeña un papel importante en el camino hacia una sociedad neutra en carbono. El uso de pilas de combustible de hidrógeno para alimentar la línea motriz eléctrica será una buena opción para el transporte pesado y las aplicaciones exigentes de larga distancia. La línea motriz eléctrica es la base, pero aunque las baterías como fuente de energía son y seguirán siendo una tecnología clave, hay otras piezas del rompecabezas electrónico.
Los vehículos eléctricos de batería son una solución adecuada para la distribución urbana, los autobuses urbanos, el transporte regional y aplicaciones similares. Para los casos de uso en los que se transportan cargas más pesadas y/o se recorren distancias más largas, el peso de las propias baterías y la distancia de conducción hasta que se necesita recargar, se convierten en factores limitantes. Para este asunto, las pilas de combustible de hidrógeno pueden ser una alternativa interesante. La tecnología de las baterías y las pilas de combustible se complementarán como fuentes de propulsión, y ambas serán necesarias para construir el sistema de transporte sostenible del futuro.
Con un camión de pila de combustible, uno se detiene en una gasolinera y llena el depósito de su vehículo eléctrico con hidrógeno. Ese hidrógeno es convertido en electricidad por las pilas de combustible mientras conduces. La electricidad generada a bordo con la tecnología de las pilas de combustible alimenta la línea motriz eléctrica. Las baterías de hidrógeno y las pilas de combustible no sólo son opciones prometedoras para los camiones y autobuses que recorren largas distancias. Otras áreas con potencial son los equipos de construcción y diferentes aplicaciones marinas e industriales que también se beneficiarían enormemente de los vehículos eléctricos de pila de combustible.
vehículo eléctrico
A petición del gobierno de Japón en el marco de su presidencia del G20, la Agencia Internacional de la Energía elaboró este informe histórico para analizar la situación actual del hidrógeno y ofrecer orientaciones sobre su desarrollo futuro.
El informe concluye que el hidrógeno limpio goza en la actualidad de un impulso político y empresarial sin precedentes, con un número de políticas y proyectos en todo el mundo en rápida expansión. Concluye que ahora es el momento de ampliar las tecnologías y reducir los costes para permitir que el hidrógeno se utilice de forma generalizada. Las recomendaciones pragmáticas y prácticas que se ofrecen a los gobiernos y a la industria permitirán aprovechar al máximo este creciente impulso.
El hidrógeno y la energía tienen una larga historia común: desde los primeros motores de combustión interna, hace más de 200 años, hasta la integración en la industria moderna del refinado. Es ligero, almacenable, de gran densidad energética y no produce emisiones directas de contaminantes o gases de efecto invernadero. Sin embargo, para que el hidrógeno contribuya de forma significativa a la transición hacia una energía limpia, es necesario que se adopte en sectores en los que casi no existe, como el transporte, los edificios y la generación de energía.El futuro del hidrógeno ofrece un estudio exhaustivo e independiente del hidrógeno que expone la situación actual; las formas en que el hidrógeno puede contribuir a lograr un futuro energético limpio, seguro y asequible; y cómo podemos hacer realidad su potencial.
pila de combustible de hidrógeno
Muchos expertos coinciden en que el hidrógeno «verde» producido a partir de energías renovables puede desempeñar un papel fundamental para ayudarnos a conseguir una economía neutra en gases de efecto invernadero en 2050, el nivel necesario para evitar los peores efectos de la crisis climática. El mejor uso del hidrógeno verde puede ser en sectores difíciles de electrificar, como el transporte de larga distancia, pero a algunas personas les preocupa que también pueda crear nuevos riesgos de seguridad, a pesar de que el hidrógeno suele tener propiedades que lo hacen más seguro de manejar que los combustibles convencionales.
El hidrógeno -que hoy se utiliza sobre todo en las refinerías y la producción de fertilizantes- se produce actualmente mediante un proceso sucio que depende del gas fósil como materia prima y emite una cantidad significativa de contaminación por carbono. Sin embargo, el proceso puede limpiarse para producir una versión «verde» utilizando energía renovable y agua.
El hidrógeno verde -que hoy se produce sólo en pequeñas cantidades- tiene el potencial de sustituir a los combustibles fósiles en vehículos de altas emisiones como camiones, barcos y aviones, y en procesos industriales como la producción de acero y productos químicos. Puede ayudarnos a conseguir un sector eléctrico 100% renovable al permitirnos almacenar energía durante largos periodos de tiempo. La industria del gas está incluso impulsando el hidrógeno como sustituto limpio del gas fósil para calentar espacios y agua en los edificios, aunque sería una solución cara comparada con la transición de nuestros edificios a funcionar con electricidad. (Véase este blog.)