¿Qué es el hidrógeno y por qué parece ser la solución ideal para la transición ecológica? En estos momentos, la economía global se encuentra con uno de los retos más importantes: conseguir cero emisiones de CO2. Por este motivo, las empresas de todo el mundo buscan soluciones sostenibles para desarrollarse mientras ponen en marcha procesos de descarbonización y así poner freno al cambio climático.

El hidrógeno podría ser el elemento clave en este proceso. Pero, ¿de qué se trata? ¿cómo se obtiene? Hoy respondemos a las preguntas más frecuentes sobre el hidrógeno.

¿Qué es el hidrógeno?

El hidrógeno es un gas diatómico (formado por dos átomos), incoloro, insípido y no metálico. Además, es el elemento más abundante y ligero del universo.

Se estima que el 90% de todos los átomos están formados por hidrógeno y forma parte del 75% de la materia visible del universo. Sin embargo, el hidrógeno elemental en estado gaseoso es muy escaso en la Tierra ya que, debido a su pequeña masa, escapa de la gravedad terrestre.

Las moléculas de hidrógeno pueden formar una gran variedad de compuestos combinándose con la gran mayoría de elementos. Además, este elemento, se caracteriza por tener tres veces más densidad energética que cualquier gasolina o diésel. Por esta razón, el hidrógeno se usa como combustible en los proyectos espaciales.

¿Cómo se produce el hidrógeno?

Al ser un elemento que se encuentra combinado con otros elementos, debe de ser obtenido mediante diversos procesos industriales. Actualmente, la forma más común de producirlo es a partir de hidrocarburos con el inconveniente de que, a la vez que se produce hidrógeno, se emite CO2 nocivo.

Con el objetivo de combatir las emisiones de CO2, se están utilizando otros sistemas de producción más sostenibles. Para ello, se están usando técnicas y tecnologías modernas y respetuosas con el medio ambiente cumpliendo el objetivo de conseguir cero emisiones.

Uno de los procesos más sostenibles es la electrólisis. La electrólisis es un proceso mediante el cual se separan los átomos de oxígeno (O) y de hidrógeno del agua (H2O).

En Siemens, generamos hidrógeno extraído de energías renovables usando el PEM Electrolysis. La Membrana de Intercambio de Protones (PEM) consiste en una membrana permeable a los protones, pero no para los gases como el hidrógeno o el oxígeno. En este proceso, la membrana asume, entre otras cosas, la función de ser un separador que impide que los gases del producto se mezclen.

En la parte delantera y trasera de la membrana, hay electrodos que están conectados a los polos positivo y negativo de la fuente de tensión. Aquí es donde las moléculas de agua se dividen.

Gracias a este proceso, se obtiene una alta eficiencia, una alta densidad de potencia, una alta calidad de los gases aun teniendo una carga parcial, un bajo mantenimiento y un funcionamiento fiable. A todo esto, se suma que no es necesario utilizar productos químicos contaminantes, ni impurezas.

Siemens colabora con el Energy Park Mainz, la instalación más grande del mundo destinada a la generación de hidrógeno. En ella, aprovechan el excedente de energía eólica para producir hidrógeno. Para su obtención, capturan la energía generada por las turbinas eólicas. La energía es transportada a unos dispositivos llamados electrolizadores que pasan la electricidad a través del agua para dividir el líquido en hidrógeno y oxígeno y posteriormente, se almacenan.

Aplicaciones del hidrógeno

Como muchos expertos del sector apuntan, el hidrógeno será una pieza clave para la transición energética por su capacidad de transformarse en electricidad, gas sintético o calor.

El hidrógeno tiene aplicaciones principalmente industriales, pero poco a poco se irá adaptando a la vida diaria de todos.

Es considerado uno de los gases industriales más importantes ya que se utiliza para:

  • La refinería de combustibles
  • La producción de fertilizantes, metanol o amoniaco.
  • La hidrogenación de materiales, producción y procesamiento de metales y cristal plano.

Respecto al transporte, el hidrógeno es una fuente de energía para el coche eléctrico, siendo agua el único residuo que produce. Este tipo de vehículos cuentan con el distintivo de cero emisiones, lo que significa que no contribuyen a contaminar el aire.

Un buen ejemplo de ello lo encontramos en Goodwood, el mayor festival del motor deportivo. Siemens ha presentado un sistema capaz de usar hidrógeno y moléculas de combustible para proveer energía limpia para cargar las baterías de los super-cars eléctricos.

¿Por qué se usa el hidrógeno como combustible?

  • No contamina. Usar el hidrógeno como una fuente de energía combinada con moléculas de combustible no crea humos, no contamina con dióxido de carbono ni emite óxido nitroso.
  • Más eficaz. Produce de dos a tres veces más energía que la mayoría de combustibles que se usan habitualmente, y reacciona rápidamente con el oxígeno.
  • No es un gas tóxico, ni venenoso. En contraste con la gasolina o el gas natural, el hidrógeno tiene una flotabilidad significativa en condiciones atmosférica debido a su baja densidad. Cualquier fuga de hidrógeno asciende inmediatamente y se dispersa, lo que reduce el riesgo de ignición al aire libre.