Hidrógeno verde, qué es, aplicaciones, ventajas y desventajas

Hidrógeno verde
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Debido a los años de consumismo y a la utilización principal de energías no renovables que ocasionan grandes daños al ambiente, ha surgido la necesidad de buscar alternativas que ofrezcan importantes beneficios entre los que resaltan el cuidado del entorno, una de estas opciones es el hidrógeno verde que podría convertirse en la mejor elección en años venideros, por lo que las perspectivas para el futuro en este tema son prometedoras, ya que posee interesantes aplicaciones y beneficios. El hidrógeno verde corresponde al eje central de estas líneas, en las que se desarrolla su definición, procedimientos de obtención, principales aplicaciones, así como las ventajas y desventajas de su implementación.

Definición de hidrógeno verde

El hidrógeno es una elemento muy numeroso en el globo, pero está disponible formando parte de múltiples compuestos como lo es el agua, por lo que puede obtenerse a partir de ellos. Su gran abundancia y sus propiedades han estimulado su empleo en diferentes áreas a nivel industrial e incluso como combustible, pero su principal generación (alrededor del 96%) se da debido a los combustibles fósiles, generando grandes daños medioambientales, solo el 4% restante por medio del agua. Cuando se utilizan fuentes renovables para la producción de este elemento es que se habla de hidrógeno verde o su sinónimo hidrógeno renovable, cuya génesis procede por diferentes procesos químicos, pero los principales empleados son por la electrólisis del agua, es decir, la disociación de la molécula agua en sus componentes hidrógeno y oxígeno utilizando electricidad proveniente de fuentes renovables.

La posibilidad de implementación del hidrógeno es posible gracias a las capacidades que posee esta molécula, como su fácil almacenaje, su potencial transformador en diferentes tipos de energía y su aplicabilidad en múltiples sectores.

Obtención del hidrógeno verde o renovable

Como ya ha sido mencionado, existen diferentes tecnologías de transformación por medio de las cuales se puede obtener hidrógeno verde, entre ellas tenemos:

Reformado, gasificación y oxidación parcial

En el que se transforma biomasa (bien sea terrestre o marina) en hidrógeno por medio de diferentes procesos termoquímicos, algunos de los cuales presentan inconvenientes porque se producen otros compuestos durante la conversión, sin embargo, los avances tecnológicos han logrado resolver algunos de ellos.

Fermentación

En este procedimiento se utilizan microorganismos para la generación de hidrógeno verde por medio de la fermentación de materia orgánica que puede incluir hasta los desechos.

Fotólisis del agua

Procedimiento de conversión de agua en hidrógeno empleando energía procedente del astro solar. Esto es posible por medio de una solución líquida que recubre los semiconductores donde inciden los rayos solares. La fotólisis del agua también se puede lograr por procesos biológicos con el uso de microorganismos realizadores de la fotosíntesis, quienes durante su metabolismo separan el oxígeno y el hidrógeno de la molécula. Para estos procedimientos de fotólisis biológica se utilizan algas verdes y también algunas cianobacterias.

Termólisis del agua

Son procesos de transformación en los que se produce hidrógeno verde a partir de energía térmica, utilizan fuentes calóricas con grandes o elevadas temperaturas. Entre estas fuentes tenemos por ejemplo los hornos solares.

Electrólisis del agua

En el que se separa la molécula del agua por medio de la electricidad proveniente de fuentes renovables. Corresponde a la tecnología mejor estudiada, practicada y conocida de obtención de hidrógeno verde. El agua utilizada en estos procedimientos amerita un tratamiento previo para evitar la acumulación mineral en las celdas utilizadas durante el procedimiento, además de la obtención de un alto nivel de pureza del producto final. Las fuentes de energía renovable pueden ser la hidráulica, eólica, mareomotriz y también la geotérmica.

Aplicaciones del hidrógeno verde

Entre sus principales aplicaciones tenemos la obtención directa de energía eléctrica, además de su uso como combustible para el sector transporte y también en el industrial, además de poder utilizarse como fuente de gas doméstico y comercial. En el caso del transporte las utilidades son múltiples, desde vehículos livianos, buses, camiones, montacargas, trenes, barcos y también en aviones, algunos con ejemplares ya incluidos en el mercado, mientras que otros con prototipos que aún se encuentran en estudio.

Otras aplicaciones de este tipo sería la producción sintética del gas metano, si se combina el hidrógeno verde con dióxido de carbono resultante de otros procesos. Este gas metano también puede emplearse como fuente de gas, si se inyecta en las redes de tuberías.

EL hidrógeno también es empleado a nivel mundial en la industria química, alimentaria, refinería, aeroespacial, incluso en baterías portátiles (lo que se conoce como aplicaciones móviles).

Ventajas del hidrógeno verde

Entre las principales ventajas de obtención del hidrógeno renovable se encuentra la protección al ambiente, ya que su obtención no genera o posee una emisión muy reducida de los gases de efecto invernadero, incluyendo el dióxido de carbono, lo que en general evita el cambio climático, entre otros beneficios al medio ambiente relacionados con este punto.

La producción de hidrógeno verde no depende de los combustibles fósiles, sino de energías limpias, energías renovables, que implican una fuente más estable e inagotable.

Otro beneficio o ventaja resaltante del empleo de estas tecnologías es que el elemento hidrógeno resulta más eficiente desde el punto de vista energético, que otros combustibles como por ejemplo la gasolina, las cifras indican que a partir de 1 kilogramo de hidrógeno puede proveer hasta casi tres veces más suministro energético que el equivalente a uno de gasolina.

El hidrógeno verde también puede ser almacenado y transportado sin dificultades, ya que su almacenamiento puede ser a través de medio físicos (ya sea como líquido o gas), sólidos y también en combinación con otros compuestos.

Desventajas del hidrógeno verde

La generación de hidrógeno verde podría implicar mayor costo y también un gasto energético más elevado. Algunas tecnologías de obtención del hidrógeno renovable poseen inconvenientes, o se están realizando actualmente estudios pilotos para desarrollar los procesos, por lo que las investigaciones aún se encuentran en camino y no podrían emplearse de forma inmediata hasta no obtener resultados más definitivos, en costos de inversión, rendimiento, eficiencia y seguridad.

Autores consultados

  • Giménez, J. (2019).
  • Maio, P.; González, J.; López, C. (2019).
  • Montoya-Pérez, L.; Durán-Herrera, J. (2016).
  • Nieto, E. (2018).
  • Vasquez, R.; Salinas, F. (2018).