El hidrógeno como combustible

José Moreno Ruiz »

Muchas investigaciones a lo largo de los últimos años tienen como objetivo conseguir un sistema no contaminante para nuestros vehículos, el más conocido es el vehículo eléctrico ¿pero qué hay de su baja autonomía? ¿Y de sus caras baterías? Por no hablar de que la mayor parte de la electricidad que consumen estos vehículos provienen de métodos contaminantes. Una más que posible solución a todos estos problemas es el vehículo de hidrógeno, el que es posiblemente el máximo exponente de vehículo con 0 emisiones.

Funcionamiento del vehículo de hidrógeno

Cuenta con dos partes fundamentales: la pila de hidrógeno que será la encargada de producir electricidad mediante una reacción química y el motor eléctrico que utilizará esa electricidad para mover el vehículo. Pero el componente donde se produce “la magia” de este vehículo es en la pila de combustible, ¿Cómo consigue producir electricidad para hacer funcionar el motor eléctrico?

Lo consigue mediante un proceso químico parecido al de una pila común:

Como se puede ver en el esquema la pila está formada por un ánodo y un cátodo separados por una membrana. Cuando el hidrógeno llega a esta membrana se produce una reacción donde se descompone el H₂ en 2 H⁺ y 2 e^–, entonces los iones del hidrógeno y los electrones comienzan a desplazarse por la membrana creando así la corriente eléctrica necesaria que se transmitirá al motor. Finalmente con la incursión del oxígeno atmosférico y en combinación con los iones de hidrógeno se forma un inofensivo y no contaminante vapor de agua que será expulsado a la atmósfera por el tubo de escape.

Como se puede observar parece una alternativa muy a tener en cuenta de los actuales motores de combustión interna, pero aun así no está exento de desventajas, la mayor de ellas es el precio del hidrógeno. Para que os hagáis una idea 1 kg de hidrógeno equivale, energéticamente a unos 3,78 litros de gasolina y actualmente el kg de hidrógeno se cotiza a casi 11 € por lo que hasta que no se optimicen los procesos de obtención del hidrógeno no será lo suficientemente rentable como para ser una alternativa realmente competitiva. Otro inconveniente es la necesidad de reformar las estaciones de servicio, dado que el hidrógeno es mucho más difícil de almacenar que la gasolina debido a su alta densidad.

Pasemos a explicar cómo se consigue este hidrógeno.

Obtención de hidrógeno como combustible

El hidrógeno habitualmente se obtiene gracias al gas natural porque tiene un porcentaje de eficiencia muy alto (80 %), los dos procesos más usados son los siguientes:

· Reformado con vapor: El metano y el agua reaccionan a alta temperatura (800°C –900 °C) a una presión de 25 bar de esta forma:

CH₄ + H₂O ⟶  CO + 3 H₂

Tras varios procesos de purificación se obtiene hidrógeno puro con más contenido energético que el gas natural inicial

· Monóxido de carbono: Se produce una reacción de oxidación del CO a mucha menor temperatura que el anterior método:

CO + H₂O ⟶  CO₂ + H₂

Aunque estos métodos producen gases contaminantes (CO y CO₂) no suponen ni la mitad de lo que produciría un coche con motor de gasolina.

Como dato adicional para hacer el proceso de obtención de hidrógeno totalmente limpio se está investigando en la actualidad un biorreactor a partir de algas verdes que si son privadas de azufre comienzan a producir hidrógeno.

Fuentes

• Cocheseco.com
• Wikipedia.org
• Forocoches.com
• Top Gear (programa automovilístico de la BBC)