El Hidrógeno, ¿la solución?

Aunque el hidrógeno es el elemento más ligero y abundante en la naturaleza, en la tierra sólo se encuentra formando moléculas de otros elementos, como el agua o los hidrocarburos.

Actualmente se producen 45 millones de toneladas de hidrógeno, y solo el 4% a partir de la disociación del agua mediante electrólisis.

¿Podríamos sustituir hoy mismo el petroleo por las demás fuentes de energía de que disponemos? En cuanto a disponibilidad sí, pero aún falta la tecnología necesaria para sustituir al petróleo en muchos sectores, pero sobre todo en el transporte.

El hidrógeno no es una fuente de energía en sí mismo, es un vector energético que permite almacenar energía y su utilización en pilas de combustibles que lo transforman en energía útil para distintas aplicaciones.

El hecho de que no exista en estado libre, genera recurrir a otras formas de energía para producirlo. En la actualidad la mayor parte del Hidrógeno se genera a partir del gas natural, pero se cree que en 15 - 20 años, más del 40 % se producirá mediante energía procedente de fuentes renovables.

La llamada pila de combustible parece la solución más convincente.

Se trata en realidad de un proceso sencillo, inverso a la electrólisis del agua. En ella, mediante la aportación de energía, el agua se descompone en oxígeno e hidrógeno. La reacción de electrólisis es la siguiente:

2H2O + energía -------> 2H2 + O2

En la pila de combustible, el proceso es inverso. Si se aportan oxígeno e hidrógeno, en la pila de combustible se consigue que reaccionen y formen agua, liberando energía eléctrica, que se puede utilizar para hacer girar un motor. Esta es la expresión gráfica de la reacción:

2H2 + O2 ----------> 2H2O + energía
La teoría es sencilla, pero resulta difícil ponerla en práctica. La mayor dificultad es conseguir hidrógeno para sumar al oxígeno. Transportar hidrógeno en el coche es difícil, ya que puede explosionar en contacto con el oxígeno del aire (reaccionan violentamente y liberan eneregía), por lo que se deben tomar precuaciones especiales. Por este motivo, el hidrógeno resulta difícil de manipular y su almacenamiento no se realiza en estado puro.

Para distribuirlo, resulta necesario establecer una red de suministro que requiere grandes inversiones. No está claro que vaya a haber hidrógeno como combustible.

Por ello, algunas empresas involucradas en el desarrollo de la pila de combustible propugnan obtener el hidrógeno dentro del mismo coche, a partir de un combustible como gasolina o metanol. El que tiene más posibilidades de imponerse es la gasolina. Las moléculas de los hidrocarburos se pueden disociar en hidrógeno y carbono (dióxido de carbono). El CO2 se envía a la atmósfera (lo mismo que sucede ahora en los automóviles que queman gasolina). El hidrógeno, en cambio, no se convierte en agua hasta después de pasar por la pila de combustible, donde produce electricidad al reaccionar con el oxígeno. Este proceso para obtener hidrógeno a partir de hidrocarburos se denomina isomerización.

Obtener hidrógeno a partir de un combustible como la gasolina evita la distribución y el almacenamiento de este gas explosivo, pero obliga a utilizar un amplio espacio en el vehículo para obtener hidrógeno. No sólo es espacio, también hay un problema de peso. Otro de los obstáculos es la necesidad de obtener combustibles sin presencia de azufre, objetivo que parece muy difícil de conseguir porque los intereses de los fabricantes de automóviles y de las empresas petroleras no son exactamente los mismos.

Fabricantes como DaimlerChrysler, BMW, Renault y Opel anuncian que venderán vehículos alimentados por pila de combustible para los próximos años. Una vez resueltas las dificultades técnicas y de precio (las series pequeñas son caras), habrá que analizar las ventajas e inconvenientes en la utilización diaria del coche.

De momento no se puede juzgar con detalle, pero parece claro que los inconvenientes derivarán de mayor necesidad de espacio para elementos mecánicos y de peso superior.

Según los responsables de Opel, que han mostrado un prototipo de Zafira alimentado por pila de combustible y con depósito para el hidrógeno en el interior del coche, la eficiencia del proceso de combustión es mayor con pila de combustible que con un motor normal, con ciclo de trabajo de 4 tiempos, por lo que el consumo será menor aunque los coches resulten más pesados.

Otra de las ventajas de un sitema que utilice hidrógeno almacenado en el coche es que la emisión de gases nocivos es nula, por lo que las ciudades podrían beneficiarse de una contaminación menos alta.

La pila de combustible puede ser un generador eléctrico muy eficiente instalado en las casas, por ejemplo, lo que permitiría eliminar los tendidos eléctricos de alta tensión, tan caros de mantener y en los que se producen tantas pérdidas de energía. Para el futuro, y hasta que se controle la codiciada fusión fría, parece que la pila de combustible impondrá su ley. Que es la misma que la del agua y de su puente de hidrógeno.