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El hidrógeno como combustible

Hidrógeno

   

Átomo de hidrógeno
(sin escala)

Vector energético mas abundante en el universo, pertenece a la familia de los Metales Alcalinos, por tener un electrón en la última capa, existe de forma natural en pequeñas cantidades en su forma molecular.

Su isótopo más abundante, es el que cuenta con un protón y un electrón. A temperatura ambiente es un gas diatómico (combinado con otro átomo de hidrógeno – H2), es inflamable, incoloro, inodoro, insípido, no es tóxico (pero de todas maneras asfixia) no es corrosivo (pero es altamente reativo) e insoluble en agua.

Es la segunda sustancia más difícil de licuar. Bajo presión atmosférica, esto sucede a 20,3 K. Es el elemento de menor desidad, y cuando es licuado su densidad es 1/14 de la densidad del agua.

El hidrógeno como combustible

La energía total liberada por su combustión (LHV -P.C.I valor calorífico inferior – cantidad de energía liberada en forma de energía térmica, en la oxidación de un combustible) por unidad de masa es el más grande de todos los combustibles conocidos. Por ejemplo, si quemáramos un gramo de hidrógeno, obtendríamos 2,8 veces más energía que si quemáramos la misma masa de gasolina. Esta característica lo torna el propulsor ideal para cohetes.

Sin embargo, es un combustible de baja densidad de energía por unidad de volumen. Por ejemplo, un litro de gasolina pesa 700 g, mientras que un litro de hidrógeno licuado (temperatura <20,3 K) pesa ~ 71 g.  Comprimido a 350 atm, pesa apenas aproximadamente 30 g.

Estas, entre otras, son las características peculiares que hacen que el hidrógeno como combustible, tenga aspectos positivos y negativos.

Aspectos positivos del hidrógeno como combustible

El principal aspecto positivo de este combustible es el hecho de que produce energía sin emisión de dióxido de carbono (CO2). De acuerdo al medio empleado, la producción de energía está libre de cualquier contaminante. Por ejemplo. Si la combustión de hidrógeno se produce utilizando aire de la atmósfera, producirá NOx. Sin embargo, si es utilizado celdas de combustible de baja temperatura (PEMFC, por ejemplo), la producción de electricidad tendría como subproductos : energía térmica y agua.

Aspectos negativos del hidrógeno como combustible

El hidrógeno no es un combustible primario. Esto significa que no está disponible para ser utilizado directamente. El problema es que hay impactos ambientales más o menos severos, de acuerdo al método utilizado para obtenerlo. La emisión de CO2 es uno de ellos. Otra es que este proceso consume energía. “La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transfiere o se trasformada” predicaba James Prescott Joule, inspirado por Antoine Lavoisier. Esto significa que, incluso con la alta eficiencia energética de las celdas de combustible, vamos a tener que gastar más energía de la que genera esta forma de combustible que recuperaremos en su combustión.

Quien vio algún video o película de un lanzamiento de un cohete, o el destino del dirigible ‘Hindemburg’ saben cómo puede ser peligroso en una reacción descontrolada. Evidentemente, los códigos de seguridad del transporte y almacenamiento, así como el sistema receptor adecuado tienden a minimizar este aspecto.

Otro problema para su amplio uso se relaciona con su logística (transporte, almacenamiento y distribución).

Eduardo Stefanelli

Engenheiro por profissão, professor por vocação

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