Producción de hidrógeno
El hidrógeno no se encuentra en forma libre (H2), sino que debe liberarse de moléculas como el agua o el metano. Por lo tanto, no es una fuente de energía y hay que fabricarlo, utilizando energía. Ya es un producto químico importante: aproximadamente la mitad de la producción anual de hidrógeno puro se utiliza para fabricar fertilizantes nitrogenados mediante el proceso Haber y alrededor de una cuarta parte para convertir los petróleos crudos de baja calidad (especialmente los procedentes de arenas bituminosas) en combustibles líquidos para el transporte. Hay mucha experiencia en el manejo del hidrógeno a gran escala, aunque no es tan sencillo como el gas natural.
En la actualidad, la mayor parte del hidrógeno se fabrica mediante el reformado al vapor del gas natural o la gasificación del carbón, ambos con emisiones de dióxido de carbono (CO2). La demanda futura será principalmente de hidrógeno sin emisiones de carbono. Los planes para aumentar la producción de hidrógeno se basan esencialmente en la electrólisis que utiliza electricidad de fuentes renovables intermitentes. También se puede utilizar la capacidad de los reactores nucleares convencionales u otras centrales eléctricas fuera de las horas punta. En el futuro, una posibilidad importante para la producción de hidrógeno con cero emisiones de carbono es la descomposición del agua mediante el uso directo del calor de la energía nuclear, utilizando un proceso termoquímico habilitado por los reactores de alta temperatura.
Producción ecológica de hidrógeno
El hidrógeno, combinado con una pila de combustible, es también un gran vector de energía limpia, ya que permite producir electricidad directamente a bordo de vehículos eléctricos o en zonas remotas aisladas de la red eléctrica.
Desde los inicios de la industria espacial, el hidrógeno ha desempeñado un papel importante como combustible para cohetes. Esto se debe a que es el combustible que más energía concentra: 1 kg de hidrógeno contiene 3 veces más energía que 1 kg de gasolina. Este es un criterio crítico si se tiene en cuenta que un lanzador debe ser lo más ligero posible.
Actualmente, el hidrógeno líquido y el oxígeno líquido se siguen combinando y se utilizan para lanzar el cohete europeo Ariane 5. En la etapa criotécnica principal de Ariane 5, la combustión del hidrógeno produce una enorme cantidad de vapor, que se expulsa a gran velocidad por el tubo de cola del motor Vulcain. La expulsión del gas a gran velocidad es lo que propulsa el cohete, de acuerdo con el principio de acción-reacción.
El hidrógeno arde al entrar en contacto con el oxígeno, pero éste no está presente en el espacio. Por esta razón, el Ariane 5 lleva un enorme depósito central que contiene 162 toneladas de oxígeno líquido a una temperatura de -183°C y 28 toneladas de hidrógeno líquido a -252,87°C.
¿Es el hidrógeno el futuro?
El hidrógeno es un producto químico importante para muchos procesos industriales, sobre todo en la producción de amoníaco, que se utiliza para fabricar el fertilizante utilizado para cultivar alimentos, y en el refinado de petróleo, donde el hidrógeno se utiliza para producir gasolina. Otros usos son el refinado de metales y la industria de los semiconductores, donde se utiliza para fabricar los chips de los teléfonos y las tabletas.
El hidrógeno también puede utilizarse como combustible para alimentar los coches y calentar los edificios. La ventaja más importante de utilizar el hidrógeno como combustible es que, al quemarlo, el subproducto es sólo agua. El hidrógeno también puede utilizarse como medio para almacenar energía, y este uso tiene el potencial de tener un gran impacto en nuestro futuro. El hidrógeno puede ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, integrar la energía renovable en la red y reducir el uso del petróleo y otros combustibles fósiles.
Una pila de combustible es un dispositivo, similar a una batería, que convierte la energía almacenada en enlaces químicos en energía eléctrica. Las pilas de combustible son más eficaces que los métodos tradicionales de combustión para convertir el combustible en energía eléctrica. A diferencia de una batería, una pila de combustible no se recarga, sino que se le suministra un flujo de combustible (como el hidrógeno) que hace reaccionar con un oxidante (como el aire o el oxígeno puro), que luego se convierte en energía eléctrica.
Hidrógeno por electrólisis
El hidrógeno es un potencial cambio de paradigma que puede desempeñar un papel importante, junto con la electrificación por baterías y los combustibles renovables, en la creación de las sociedades neutras en carbono del futuro. El hidrógeno es un portador de energía con cualidades que pueden ayudar a reducir la suma neta de las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, mientras que los vehículos y máquinas eléctricos a pilas y los biocombustibles pueden descarbonizar el transporte ya hoy, los transportes y las infraestructuras a gran escala impulsados por hidrógeno siguen perteneciendo al futuro.
El hidrógeno en sí mismo es un gas incoloro, pero existen unos nueve códigos de color para identificarlo: hidrógeno verde, amarillo, blanco, negro, marrón, rosa, turquesa, gris y azul. Los códigos de colores del hidrógeno hacen referencia a la fuente o al proceso utilizado para producirlo.
Las pilas de combustible como concepto y el uso del hidrógeno como portador de energía no son nada nuevo, pero el desarrollo de la tecnología de las pilas de combustible de hidrógeno que es viable para su uso en sistemas e infraestructuras de transporte comercial se está acelerando. Sin embargo, aún faltan algunos años para que esté disponible comercialmente. Las pilas de combustible para vehículos y máquinas comerciales tienen el potencial de convertirse en algo esencial para el futuro del transporte y las infraestructuras, donde nos esforzamos por acelerar el desarrollo, la producción y la comercialización de soluciones de pilas de combustible de hidrógeno.