El hidrógeno como combustible alternativo

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El hidrógeno como combustible alternativo.
de Esteban Ramírez

Aunque el hidrógeno ofrece mucho beneficios, hay dos desventajas para usarlo con la tecnología que poseemos ahora. El hidrógeno liquido, la forma mas preferida de el, requiere 4 veces la cantidad de espacio de almacenamiento que los combustibles convencionales basados en petroleo. El otro problema es que la producción delhidrógeno depende de disponibilidad de un recurso no renovable, el petroleo. Actualmente el hidrógeno es producido de petroleo curdo. La producción del petroleo se espera que decaiga significativamente para el 2025. Actualmente la producción de petroleo es 25 billones de barriles de petroleo por año; para el 2025 se espera que la producción anual ascienda a 18-19 billones de barriles-mucho menos que laproducción de petroleo durante la carencia de los 70's.

Los atributos del Hidrógeno
El hidrógeno se considera un combustible alternativo por dos razones: Es renovable, y es el elemento más abundante en la tierra. El hidrógeno comprende mas del 75% del medio ambiente; entonces si se convirtiera en un combustible primario, la dependencia en combustible extranjeros sería eliminada. Sin embargo elhidrógeno existe primariamente en combinación con otros elementos. Para que el hidrógeno sea útil como combustible, debe de existir como hidrógeno libre (H2). Una fuente común de hidrógeno es el agua, que es 11.2% de hidrógeno en peso. El hidrógeno también puede ser producido a partir de la biomasa. La biomasa es esencialmente materia de las plantas.

Características del Hidrógeno
Lascaracterísticas físicas y químicas del hidrógeno lo hacen un buen candidato para combustible. En condiciones normales de temperatura es incoloro e inodoro. Es estable y coexiste sin riesgos con el oxigeno, hasta que una entrada de energía conduce una reacción exotérmica (liberación de calor) que forma agua. “Pilas” pueden usar el hidrógeno también como combustible. Una “pila” es un motor electroquímico queconvierte la energía contenida en la molécula del hidrógeno en energía eléctrica. El hidrógeno puede reaccionar con el oxigeno para producir electricidad en una “pila”.

El hidrógeno es el elemento mas ligero en la tierra y contiene una gran cantidad de energía es su unión química. Debido a su baje densidad, el hidrógeno liquido pesa menos que los combustibles basados en petroleo. La densidad delhidrógeno gaseoso es de 0.0899 gramos por litro. (el aire es 1.4 más denso). El hidrógeno liquido hierve a -252.77 (?) grados Celcius, y tiene una densidad de 70.99 gramos por litro. Con estas propiedades el hidrógeno tiene el mayor aprovechamiento energía-por-peso de todos los combustibles. 1Kg de Hidrógeno tiene la misma “cantidad” de energía que 2.1Kg de gas natural o 2.8Kg de gasolina. Elhidrógeno arde en concentraciones de 4% al 75% por volumen (el metano arde de 5.3% al 15%. La temperatura más alta a la que arde el hidrógeno es de 2,318 grados Celcius.

Estos datos le dan ventajas y desventajas al uso del hidrógeno. La mayor ventaja es que el hidrógeno almacena aproximadamente 2.8 veces la energía que la gasolina. La desventaja es que requiere 4 veces el volumen paraalmacenarlo. Por ejemplo. Un tanque de 15 galones contiene 90 onzas de gasolina, mientras que un tanque de 60 galones almacenaría únicamente 34 onzas. El hidrógeno tiene el potencial de reducir la cantidad de hidrógeno consumido pero el tamaño de almacenamiento aumentaría.

Extracción y uso de la energía del Hidrógeno
Existen dos maneras de extraer la energía contenida en el Hidrógeno. Por combustión através de ICE's (internal combustion engine) Motores de combustión interna (MCI) o convirtiéndola en electricidad en una “pila.”
El concepto de las “baterías” con sistemas eléctricos altamente eficientes puede proveer una solución eficiente para los vehículos de propulsión que son 2 o 3 veces más eficientes que los MCI con sistemas de transmisión mecánicos. Las “baterias” convierten la energía...
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