El hidrógeno

Combustible del futuro aliado de la transición energética

Cintya Jazmín Hernández Nieto

hernandezcintya64@gmail.com Ingeniera en Energías Renovables, con especialidad en energía solar y eficiencia energética.

En la última década el objetivo mundial de generar un uso eficiente de recursos y energía ha sido de gran relevancia. Existen políticas de orden nacional e internacional para poder desarrollar una economía sostenible que garantice el aseguramiento energético, el desarrollo económico y el cuidado al medio ambiente. Debido a la incertidumbre del uso de combustibles fósiles y el inestable cambio de los precios del petróleo, las energías fósiles seguirán siendo el sustento del desarrollo económico mundial. En cambio, la expectativa es invertir en las fuentes renovables como el hidrógeno verde que se encuentra en diversos estudios y proyectos piloto siendo una clave hacia la descarbonización de la economía.

¿Qué es el hidrógeno?

El hidrógeno es el elemento químico más simple que existe, formado por un protón y un electrón su característica primordial (en su isótopo más común). Aunque no es una fuente energética, puede tener diversos orígenes, tanto renovables como no renovables. Para su obtención, el hidrógeno debe ser previamente tratado, ya que no lo encontramos en la naturaleza en su forma más “pura”. El hidrógeno es un combustible limpio, ya que cuando se quema con aire las emisiones que produce son no contaminantes Propiedades Deben destacarse algunas propiedades que son importantes y deberán ser tenidas en cuenta en muchos de los aspectos que se verán a continuación. El hidrógeno: • Es de bajo punto de ebullición y proximidad a la temperatura crítica. • Es de baja densidad de gas y líquido. • Contiene deuterio, que puede ser una de las bases de la energía nuclear de fusión. De las propiedades antes mencionadas se pueden deducir las dificultades de almacenar el hidrógeno, de transformar el gas en el líquido y de los problemas del almacenamiento del líquido.

¿Qué es el hidrógeno verde?

Se produce mediante la ruptura de la molécula del agua a través de un proceso de electrólisis alimentado con energía renovable, tiene realmente un impacto cero, porque además el producto es liviano, almacenable y no produce emisiones contaminantes y provee energía sin consumir valiosos recursos naturales.

Usos

El hidrógeno verde se utiliza en la refinación de combustibles fósiles, en la producción de amoniaco, y en la industria del ace-

La apuesta del hidrógeno verde es eliminar estas emisiones contami“ nantes de los sistemas de producción”

ro. Actualmente se están implementando nuevas aplicaciones, donde el hidrógeno se quema en forma directa o genera electricidad a través de dispositivos llamados celdas de combustible con la combinación de hidrógeno y oxígeno del aire. Existen vehículos para transporte con celdas de combustibles y estanques de hidrógeno. También se puede usar el hidrógeno en el almacenamiento y producción de energía eléctrica y térmica; en la generación de electricidad en turbinas de gas; en procesos industriales y refinación de metales, en la generación de fertilizantes para la agricultura y en insumos mineros, utilizando amoniaco verde como materia prima.

¿Cuál es el proceso de producción del hidrógeno verde?

La apuesta del hidrógeno verde es eliminar estas emisiones contaminantes de los sistemas de producción, la forma más sencilla de obtenerlo sin emisiones es mediante una electrólisis a partir de fuentes renovables. Este proceso consiste en la descomposición de las moléculas de agua (H2O) en oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). La celda electrolítica, donde se produce la separación del agua en sus elementos constitutivos, hidrógeno y oxígeno. Se considera como materia prima el agua al realizar contacto con dos electrodos, un ánodo de carga positiva y un cátodo de carga negativa. La corriente eléctrica disocia las moléculas en iones hidrógeno H+ e iones hidróxido OH-. En el cátodo, los iones hidrógeno adquieren electrones en una reacción de reducción y se convierten en hidrógeno gaseoso. En el ánodo, los iones hidróxido ceden electrones en una reducción de oxidación, determinando la formación de oxígeno. El excedente respecto a la capacidad de transporte de la red, puede ser utilizada para alimentarla. Así, con el hidrógeno producido se realiza un almacenamiento químico que puede utilizarse posteriormente, cuando sea necesario, como materia prima en el proceso de producción del acero o como combustible para facilitar calor a alta temperatura. Pero para que el hidrógeno verde, tenga una contribución significativa en la transición energética debe de ser optado en sectores donde está ausente, como el transporte, los edificios y la generación de energía. No es la solución única, pero sí una salida para descarbonizar algunos sectores de la economía que no son fáciles de electrificar, para hacerlo realidad es necesario multiplicar la inversión con el fin de reducir el precio de su producción y solventar los retos de transporte y almacenamiento.