El hidrógeno: las celdas de combustlble

AutorNoboru Takeuchi
Páginas59-77
59
Capítulo III
El hidrógeno:
las celdas de combustible
EL HIDRÓGENO
El hidrogeno es el elemento más abundante en el
universo y se tiene la esperanza de tener una
economía de hidrógeno, donde este elemento se
use para transportar energía de un lugar a otro.
La electricidad es el portador de energía más
conocido, y se usa para transportar la energía del
carbón, el uranio y otras fuentes a hogares y em-
presas (García Martínez, 2010). Decimos que el
hidrógeno sólo es un portador de energía debido
a que debe ser producido usando otras fuentes
de energía, ya sea combustibles fósiles, fuentes de
energías renovables o energía nuclear. El inte-
rés en el hidrógeno como combustible se debe a
sus mu chas ventajas; como mencionamos ante-
riormente, puede servir para transportar energía,
también para alma cenarla y además no genera
CO2, el gas causante del efecto invernadero. El
único producto de su combustión es el agua (EIA-
hidrógeno).
Sin embargo, existen varios problemas para
que el hidrógeno pueda realmente ser el combus-
tible del futuro: no existe en la tierra en forma
de gas, debe ser obtenido de otros compuestos y,
en general, es difícil producir y almacenar gran-
des cantidades de él. Además, los costos para
construir la infraestructura necesaria para tener
una economía de hidrógeno son gigantescos.
PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO
Como mencionamos en el capítulo II, el hidró-
geno es utilizado en algunos procesos de refina-
ción del petróleo y en cantidades abundantes en
la industria química para fabricar fertilizantes.
Noboru Takeuchi
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Actualmente, la forma más económica de produ-
cir hidrógeno es por “re-formación” del gas na-
tural (metano) usando vapor de agua: los átomos
de hidrógeno se separan de los átomos de carbo-
no en la molécula del metano (CH4) al combi-
narlo con el vapor de agua (H2O). El problema
es que también se produce el dióxido de carbono,
un gas de efecto invernadero que está vinculado
con el calentamiento global (EIA-hydrogen).
Hay otras formas de producir hidrógeno a
partir del agua o de la biomasa sin producir el
dióxido de carbono (Everet):
1. Por medio de la electrólisis del agua. Al pa-
sar electricidad entre dos electrodos sumergi-
dos en agua, se obtiene hidrógeno en el elec-
trodo negativo y oxígeno en el positivo.
El voltaje teórico necesario para producir la
electrólisis es de 1.23 voltios, pero en los elec-
trolizadores comerciales se usan voltajes entre
1.5 y 2.0 voltios. Generalmente, se le agrega
al agua algunas sales para que pueda condu-
cir la corriente eléctrica, además de que es
necesario usar un catalizador para facilitar
las reacciones de oxidación y reducción. Al
electrodo donde ocurre la reacción de oxida-
ción (donador de electrones) se le denomina
ánodo y allí se genera el gas oxígeno, mien-
tras el electrodo donde ocurre la reducción
(en la que se ganan elec trones) se denomina
cátodo y allí se genera el hidrógeno.
2. Por medio de la gasificación de la biomasa de
cultivos como el maíz se puede producir gran-
des cantidades de hidrógeno dejando como
residuo carbón, el cual puede usarse para
aplicaciones químicas.
3. Por medio de disociación térmica del agua
en hidrógeno y oxígeno usando concentrado-
res solares. Aunque se requieren altas tem-
peraturas, arriba de los 2 mil °C, usando
otros procesos que involucran otros compues-
tos químicos, la temperatura puede reducirse
a menos de 700 °C.
La electrólisis puede ser un proceso limpio si
la electricidad que se utiliza para obtenerlo pro-
viene de fuentes renovables de energía. Es por
esto que se están realizando grandes esfuerzos
para obtener el hidrógeno a través de la electró-
lisis usando energía solar.

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