Celdas de Hidrigeno

SET-TE: Producción de hidrógeno
1.- Descripción general
El hidrógeno como portador de energía, o vector energético, representa una
alternativa a medio plazo muy seria a los combustibles fósiles. Esto se debe a que
la energía almacenada en el hidrógeno puede fácilmente convertirse en
electricidad con una gran eficiencia (60 – 65 % en pilas de combustible tipo MCFC
y SOFC[1]) mediante lautilización de pilas de combustible. Este proceso se verifica
además sin emitir a la atmósfera gases de efecto invernadero. Por el contrario, la
combustión de hidrógeno en un motor de explosión, aparte de ser menos eficiente
(se estima que la eficiencia de conversión de energía química a mecánica en una
situación de tráfico con un vehículo no supera el 10%), puede generar
contaminación por óxidosde nitrógeno si el proceso de combustión se realiza con
aire.
El gran interés suscitado por el hidrógeno como combustible se basa
esencialmente en su reacción altamente exotérmica con el oxígeno para
convertirse en agua, siendo el cambio de entalpía de esta reacción de -242 kJ/mol.
Esto hace del hidrógeno el combustible con mayor capacidad de almacenamiento
de energía por unidad de masa,siendo el valor teórico de 120 MJ/kg[2], que es
aproximadamente el triple del gas natural.
El que más tarde o más temprano se alcance la denominada economía del
hidrógeno va a depender en gran parte de la resolución de varios problemas
relacionados con su producción, almacenamiento y distribución. Asimismo será
necesario reducir los altos costes de producción de las actuales pilas decombustible.
Evidentemente, al ser el hidrógeno un combustible que no genera en su utilización
gases de efecto invernadero, su verdadero interés se hará más evidente cuando en
su producción se emita una mínima cantidad de tales gases. De aquí el empeño
que se está poniendo actualmente en el desarrollo de técnicas basadas en energías
renovables para la producción de hidrógeno.
En el caso de producirhidrógeno a partir de la biomasa para obtención de energía
descentralizada, este proceso podría competir con el de producción de
biocombustibles, con la ventaja para este último de encontrarse en un mayor
estado de desarrollo y tener mayor facilidad para introducirse en el mercado
utilizando la infraestructura de transporte ya existente. Sin embargo, la producción
de hidrógeno con biomasapuede ser muy atractiva en relación con la producción
de biocombustibles si la obtención de hidrógeno se combina con captura y
almacenamiento de CO2 de forma centralizada. Así, el proceso completo de
producción-consumo de hidrógeno resultaría negativo en términos de emisiones,
frente a un proceso aproximadamente neutro en el caso de los biocombustibles
dado que, en este caso, la captura yalmacenamiento de CO2 de forma
descentralizada no es económicamente tan viable.

1

A pesar de que parezca paradójico, podemos afirmar que la utilización actual del
hidrógeno como vector energético es prácticamente simbólica, empleándose
fundamentalmente como producto químico. Por esto, aunque la producción anual
en el mundo es de unos 3,68·1014 Nm3 (figura 1)[3], se espera que en los próximosaños esta cantidad aumente de forma importante, especialmente por su aplicación
como vector energético y en el tratamiento de un crudo cada vez más pesado.
Respecto a la utilización del hidrógeno, de los 3,68·1014 Nm3 producidos en la
actualidad, se puede considerar que aproximadamente el 50% se dedican a la
fabricación del amoniaco (que es la fuente de, prácticamente, todos los
fertilizantessintéticos basados en nitrógeno), el 8% se dedica a la producción de
metanol y el resto se utiliza principalmente en la industria petroleoquímica[4]. La
industria de los carburantes también hace un uso masivo de hidrógeno para
eliminar el azufre de los mismos, así como para convertir los hidrocarburos
pesados en gasolina, diésel, etc. Por otra parte, hay muchas otras industrias que
hacen...