El hidrógeno es uno de los elementos que más abundan en el planeta y en su estado puro tiene unas propiedades energéticas excepcionales por lo que está llamado a ser una de las principales fuentes de energía renovable. Sin embargo, no se encuentra puro en la naturaleza y debe ser producido o purificado a partir de otras materias primas.
El hidrógeno verde
Propiedades del hidrógeno
El hidrógeno (H) es el primer elemento de la tabla periódica y uno de los más abundantes del planeta, sin embargo, en la naturaleza no se encuentra en estado puro, sino combinado con otros elementos formando varios tipos de moléculas, principalmente orgánicas, como el agua (H2O), amoniaco (NH3), hidrocarburos como el benceno (C6H6), etc.; en condiciones estándar de temperatura y presión forma un gas (H2) inflamable, incoloro, inodoro, no tóxico e insoluble en agua el cual durante su proceso de combustión produce una gran cantidad de energía y vapor de agua y oxígeno gas como subproductos. No produce ningún gas de efecto invernadero, por lo que está llamado a ser el sustituto carbono-neutral de los combustibles fósiles tradicionales.
Formas de obtención de hidrógeno
Aparte del agua, otra de las principales fuentes de obtención son los hidrocarburos.
- Formas de obtención a partir del agua La ventaja principal de los métodos que usan el agua es que no producen subproductos a base de carbono, pero por el contrario requieren de la aplicación de una gran cantidad de energía para llevarlos a cabo.
- Termólisis. Consiste en elevar la temperatura de la molécula de agua hasta los 2.200ºC y separar el hidrógeno del oxígeno. La reacción es reversible pudiendo volver a recombinarse las moléculas de hidrógeno y la de oxígeno dando lugar a una reacción explosiva.
- Electrólisis. Consiste en someter a la molécula de agua a un campo eléctrico externo de mayor intensidad que el interno para provocar la separación del hidrógeno y el oxígeno.
- Formas de obtención de hidrógeno a partir de hidrocarburos.
- Gasificación del carbón. Es un proceso simple pero contaminante. Consiste en elevar la temperatura del carbón por encima de los 1.000ºC evitando que combustione con el fin de que pase a estado gaseoso y mezclarlo con agua para obtener hidrógeno y CO; en una segunda etapa se mezcla el CO con agua a 400ºC para volver a obtener H y CO2.
- Reformación del gas natural. Este proceso utiliza gas natural e hidrocarburos ligeros como el metano y el etano y se lleva a cabo también en dos etapas; en la primera se obtiene CO e H y en la segunda CO2 en hidrógeno.
- Oxidación de los hidrocarburos. Consiste en provocar reacciones de oxidación a altas presiones de hidrocarburos pesados.
Tipos
Según la forma de obtención existen tres tipos:
- El hidrógeno gris, se obtiene a partir de la reformación del gas natural y hoy en día es el más abundante dado que es el más económico pero su precio se incrementará en un futuro debido al coste de las tasas de emisión de CO2; en la obtención de 1.000 kg se emiten de 9.000 a 12.000 kg de CO2.
- El hidrógeno azul, se obtiene de igual manera que el gris, pero se diferencia en que durante el proceso de obtención el CO2 resultante no se emite, sino que se captura y se almacena. Es más caro que el gris pero debido al coste de emisión del CO2 sus costes se están igualando.
- El hidrógeno verde, se obtiene mediante la división de la molécula de agua usando como fuentes de energía las energías renovables. Actualmente es el procedimiento más caro, pero se está trabajando en el abaratamiento del proceso mediante la disminución de los costes de los electrolizadores y de las fuentes de energía renovables. Su único subproducto es oxígeno gaseoso y se necesitan 11-12 litros de agua para producir un kg; para que tengamos una idea de su potencial un kg de hidrógeno equivale energéticamente a 3,77 litros de gasolina.
