Hidrógeno como fuente de energía

Utilizar el hidrógeno como fuente de energía presenta la ventaja de reducir las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera (que está relacionado con el cambio climático, como ya sabe todo hijo de vecino). La previsión de las emisiones para 2030-2050 no es satisfactoria, y es que no es tan sencillo... Se necesitan cambios tecnológicos de envergadura para sustituir el petróleo en el transporte y al carbón en la generación de energía eléctrica. Actualmente, se buscan vehículos de emisión cero y se tiende hacia el hidrógeno, y para aumentar la eficiencia de este a las pilas de combustible. En cuanto a la producción de energía eléctrica se propone una generación más distribuida (para evitar gastos de transporte) y nuevamente, aquí tienen su papel las energías renovables y el hidrógeno.

Las pilas de combustible presentan grandes ventajas entre las que se incluyen el agotamiento de los recursos fósiles, el aumento de la demanda energética, aunque hay problemas técnicos que resolver. Utilizar pilas de hidrógeno es más limpio y eficiente, ya que los únicos residuos producidos son agua y calor. Además presentan una eficiencia mayor que la combustión porque no siguen el ciclo de Carnot (la energía se genera por vía electroquímica), así que aunque por ahora la eficiencia se cifra en un 60%, se puede alcanzar una mayor al 90% ya que no presenta límite.

 (Vía)

Actualmente la mayor fuente de hidrógeno viene del syngas o gas de síntesis (CO+H₂) que proviene del reformado del petróleo, pero lo ideal sería que el hidrógeno se obtuviera de las energías renovables, para que fuera un proceso enteramente limpio. Las ventajas de una economía basada en el hidrógeno es que facilita la forma de almacenamiento y además permite la integración de la maquinaria convencional. El principal problema a superar es la eficiencia. Además, para conseguir que una pila de combustible sea rentable hay que disminuir su peso, su volumen y su precio, concretando: mejorar los electrodos, los electrolitos y conseguir una generación limpia del hidrógeno. Es decir, se necesita mejorar el proceso y los catalizadores, y en todo esto influye mucho la química...

Apuntes de Energías Sostenibles

Una pila es un dispositivo electroquímico en el que se introduce combustible y comburente (normalmente oxígeno en forma de corriente de aire) y que devuelve energía en continuo. En este sentido es similar a una pila galvánica. Tiene unas membranas catalíticas por las que pasa el oxígeno que se reduce, y el hidrógeno que se oxida en paralelo, produciendo agua y calor. Al aplicar carga eléctrica se cierra el circuito y se puede trabajar en continuo. 

Existen distintos tipos de pilas de combustible, su desarrollo está relacionado directamente con la investigación espacial, y en concreto con el programa Apollo, y si ahora está parada la tecnología se debe a la aparición de las pilas de litio (de las que hablaremos en otro post).

Apuntes de Energías Sostenibles

Este post participa en el XVII Carnaval de Química alojado en el blog Un geólogo en apuros

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Bibliografía:

Apuntes de la asignatura de Energías Sostenibles, impartida por el profesor Félix Sánchez Alonso, en el máster de Química Sostenible.

Ununcuadio Uuq (2012). El hidrógeno como fuente de energía Ninguno DOI: 10.1016/S0140-6701(97)81996-0