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Las últimas investigaciones demuestran que el hidrógeno puede ser una fuente de energía limpia y segura

Hidrógeno + oxígeno = ¿Electricidad?

Redacción Interempresas09/07/2010

09 de julio de 2010

La I+D puede ser un concepto relativamente nuevo históricamente pero la verdad es que los investigadores llevan siglos buscando maneras de hacernos la vida un poco más sencilla. El último grito en combustibles alternativos (y sostenibles) es el hidrógeno para producir electridad, un 'invento' que no es tan novedoso como pudiera parecer.

Hace doscientos años, el jurista William Grove descubrió que con una reacción electroquímica entre hidrógeno y oxígeno podría generar electricidad. Con esos parámetros iniciales, pero en nuestros días, científicos e investigadores en la materia siguen partiendo de su descubrimiento con el objetivo a largo plazo de convertir el hidrógeno en una fuente de energía masiva. Con el tiempo se espera que contrarreste y con suerte llegue a poner fin a los efectos de un uso y abuso de recursos energéticos tradicionales, como el petróleo o el carbón, para mantener las exigencias energéticas de nuestras sociedades.

Tras dos siglos de estudios e investigaciones se ha conseguido conocer la manera de comprimir y almacenar el elemento más abundante del universo en una célula o pila de combustible, que genera la energía necesaria para hacer funcionar prototipos de vehículos, autobuses de transporte urbano e incluso plantas industriales o baterías de teléfonos móviles con el único desecho de agua y calor. No obstante, la clave es conseguir descifrar de qué forma puede obtenerse el hidrógeno de forma limpia y sin contaminar nuestro hábitat.

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Estación de respostaje de H2 Logic en Dinamarca.

El hidrógeno es el elemento más abundante, básico y ligero del Universo. A pesar de ello, su presencia en estado puro es muy poco frecuente, por lo que es necesario usar una variedad de técnicas para obtenerlo y poder utilizarlo. Para llegar a lo que el World Watch Institute, prestigiosa organización independiente de investigación medioambiental, ha definido como la 'plenitud del hidrógeno' como energía del siglo XXI es necesario conseguir generar hidrógeno de forma limpia y eficiente. Según un informe de esta organización, el 99% del hidrógeno que se produce en el mundo se obtiene con el consumo de otros combustibles fósiles como el petróleo, gas natural, etc., pero ello no ayuda a combatir el cambio climático.

Esta tecnología podrá generar la energía necesaria para hacer funcionar prototipos de vehículos, autobuses de transporte urbano e incluso plantas industriales

Hoy día existen numerosos métodos de obtención del hidrógeno. En el ámbito industrial se logra a partir del agua, por electrólisis (un método de separación de los elementos que forman un compuesto aplicando electricidad). Si se utiliza como fuente el gas natural, este se comprime para separar los hidrocarburos ligeros, se le somete a un proceso de desecación para eliminar el agua y se separan el azufre y el nitrógeno. La mezcla resultante se refrigera con nitrógeno líquido y por último se procede a la separación gaseosa del monóxido de carbono y el hidrógeno.

La dificultad en la consecución del hidrógeno de forma limpia y masiva aparece como uno de los principales obstáculos en una carrera en la que las corporaciones automovilísticas están invirtiendo muchos esfuerzos económicos y de I+D. Distintas industrias del sector están trabajando en el desarrollo de células de combustible para sus prototipos de vehículos propulsados por hidrógeno con mayor o menor éxito.

Usos más comunes

Se pueden encontrar aplicaciones del hidrógeno en la industria espacial: el hidrógeno líquido, junto con el oxígeno, se utiliza para la propulsión de cohetes. Es capaz de impulsar automóviles y de generar energía para plantas industriales y puede sustituir a todas las fuentes de electricidad, desde baterías para móviles hasta motores de autobuses. Ya a principios del siglo XX, debido a su ligereza, se utilizó para llenar los dirigibles y los globos aerostáticos, pero los múltiples accidentes que generó por su facilidad para inflamarse interrumpieron este uso.

Las pilas de combustible son dispositivos, como las baterías, que producen energía por la combinación de hidrógeno y oxígeno en una reacción química. Su principal ventaja es que son silenciosas y, además de electricidad y calor, sólo producen agua como residuo. Hay celdas de combustible con potencia suficiente para dotar de energía a plantas de generación eléctrica de grandes ciudades y, por otro lado, otras capaces de sustituir la pequeña pila de un reloj de pulsera.

El hidrógeno, también en España

España no es una excepción en la investigación sobre el hidrógeno ya que un equipo multidisciplinar de investigadores de la Universidad de Almería (UAL) ha conseguido crear catalizadores (sustancias que alteran la velocidad de una reacción química) capaces de reaccionar en agua y aprovechar la luz solar para producir hidrógeno.

El proyecto está coordinado por el profesor del Departamento de Química Inorgánica Antonio Romerosa Nievas, que es el responsable del grupo Química de Coordinación, Organometálica y Fotoquímica. Este trabajo se realiza en el marco del proyecto de excelencia Síntesis y caracterización de polímeros polimetálicos solubles en agua. Estudio de sus propiedades químicas, físicas y actividad fotocatalítica en agua, al que la Consejería de Economía, Innovación y Ciencia ha incentivado con 275.600 euros.

Investigadores de la Universidad de Almería han creado catalizadores que reaccionan en agua y aprovechan la luz solar para producir hidrógeno

Su objetivo es utilizar sustancias naturales y ecológicas para conseguir productos de alto valor añadido, como es el caso del hidrógeno, simplificando los procesos de fabricación y producción. Tras tres años de estudio, este equipo ha diseñado catalizadores para la oxidación de aldehidos, presentes, entre otros, en el olor de la fruta. Este proceso de oxidación origina ácidos que pueden tener múltiples aplicaciones industriales, como jabones o limpiadores, y también en el sector alimenticio. Este grupo de expertos, formado por químicos, ingenieros, técnicos de las industrias, expertos en crecimiento cristalino y de superficies minerales, ha comprobado que a través de este mecanismo de oxidación pueden generar hidrógeno.

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BMW Hydrogen 7, la berlina de BMW que se alimenta de hidrógeno. Foto: Sachi Gahan.

La comercialización, primera piedra en el camino

El propio Romerosa no parece del todo convencido con los resultados, aunque “de momento funciona. Otra cosa es buscar una aplicación comercial y que sea rentable”, afirmó. El valor añadido que propone el grupo de investigadores liderado por Romerosa es la producción a escala industrial de este elemento a través de energías limpias.

El equipo de investigación también ha utilizado los fotocatalizadores aplicando un nuevo procedimiento, que han inscrito ya en la Oficina Española de Patentes y Marcas, cuya función es crear aditivos de perfumes a partir de ácido sórbico, que se encuentra en muchos frutos y es fácil y económico de obtener. Estos ácidos son generalmente subproductos que en muchos casos se desechan.

Romerosa y su gente estudian tiene otros estudios como la creación de plásticos a partir de productos naturales que suelen ser desechables. Para conseguirlo, están empleando un fotocatalizador que, expuesto a la luz solar y utilizando el agua como medio de reacción produce un plástico ecológico fino, flexible y resistente. “Es similar al papel celofán que utilizamos para envolver y decorar”, matiza Romerosa.

Hasta ahora, en Almería sólo se lamina el plástico. La producción de este producto se hace fuera y los productores dependen de los precios y disponibilidad de grandes multinacionales. “De esta forma, la producción de plástico se podría hacer íntegramente desde Almería”, plantea el investigador de la UAL. El equipo de investigación que dirige forma parte del Centro de Investigaciones de la Energía Solar (CIESOL).