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Hidrógeno y Pilas de Combustible

La progresiva disminución de las reservas de combustibles fósiles y los problemas medioambientales asociados a su combustión obligan a la búsqueda de nuevas alternativas energéticas. En este contexto, el hidrógeno surge como un nuevo "vector energético", es decir, un transportador de energía primaria hasta los lugares de consumo que ofrece, además, importantes ventajas. El hidrógeno se presenta así como uno de los mejores candidatos para ser "el combustible del futuro".

Se puede obtener hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables como la eólica, fotovoltaica o hidráulica, mediante la electrólisis del agua, constituyendo un proceso cíclico totalmente limpio. También puede producirse a partir de la biomasa por descomposición térmica o biológica, o bien de los propios combustibles fósiles como el gas, el petróleo o el carbón.

La popularización de la pila de combustible puede suponer para la sociedad actual un cambio radical. Será como pasar de la sociedad del petróleo a la sociedad del hidrógeno, un elemento que se encuentra libre en la naturaleza y es prácticamente inagotable.

El paso al hidrógeno supone más que el asegurar un combustible económico y sin efectos contaminantes Significa cambiar la infraestructura de nuestras poblaciones de forma que todo pase por el hidrógeno. Sólo así, los esfuerzos que se hagan tendrán su máximo sentido.

Los expertos en energía apuestan por el biohidrógeno

Expertos en bioenergía y medio ambiente han apostado en Salamanca por el hidrógeno obtenido partir de organismos vegetales

DiCYT- Antes de la intervención del experto sueco, el investigador del Ciale Enrique Monte ha declarado que, en su opinión, "los empresarios que quieren invertir en energía se tienen que dar cuenta de que la bioenergía tiene una respuesta importante que dar y sobre todo la producción del biohidrógeno, que es el gran desconocido". En la actualidad ya se produce energía gracias al biodiésel, bioetanol o la biomasa vegetal, pero el hidrógeno es el elemento químico más abundante. Además, "es el compuesto más reducido, dos átomos de hidrógeno se pueden oxidar con agua y, por lo tanto, de forma teórica es la manera más simple y sencilla de producir energía", indica.

"La mejor forma de producir hidrógeno es en ausencia de oxígeno, a través de organismos fotosintéticos en lo que se llama la fermentación oscura, sin luz, también por bacterias", señala Monte, un proceso en el que intervienen dos tipos de enzimas, que se llaman hidrogenasas y nitrogenasas. También hay producción de hidrógeno por electrolisis, es decir, la descomposición por corriente eléctrica, en este caso del agua, que se rompe para obtener oxígeno por un lado e hidrógeno por otro. Sin embargo, el término biohidrógeno hace referencia a la producción de hidrógeno por microorganismos, sin utilizar energía para romper la molécula de agua, lo que supondría un avance muy importante, puesto que se evitaría tener que usar energía externa. "La fuente pueden ser residuos vegetales o residuos sólidos urbanos, en los que se desarrollarían los microorganismos, que producirían hidrógeno con la energía del sol. Sería una forma más viable de producción de hidrógeno, el problema es almacenarlo, porque se oxida rápidamente", apunta Monte.

Una vez superado el gran obstáculo del almacenaje, otro gran problema sería unificar un método de producción del hidrógeno para que, por ejemplo, "todos los fabricantes de coches utilicen el mismo sistema y evitar lo que pasaba antes con los vídeos, que uno era beta y otro VHS y no eran compatibles", señala el experto. "Cuando los sistemas de producción de energía sean compatibles y se puedan almacenar a precios más baratos el futuro es el hidrógeno", 25/11/2008.

Nuevo y Barato Método Para Extraer Hidrógeno del Agua

Hay muchas esperanzas depositadas en el hidrógeno, pero su uso práctico también presenta algunos problemas. Es rico en energía, limpio y, al ser uno de los componentes del agua, su disponibilidad es casi ilimitada. Sin embargo, hasta ahora ha resultado difícil usarlo de manera comercialmente viable. Unos científicos en el Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces han encontrado ahora una forma simple y barata de producir hidrógeno. Lo extraen del agua irradiándola con luz solar y utilizando nitruro de carbono como un fotocatalizador barato. Hasta ahora, esta reacción ha requerido de compuestos de organometales y semiconductores inorgánicos combinados con metales preciosos caros, como el platino.

El hidrógeno se considera la fuente de energía del futuro. Hay alrededor de tres veces más energía en un kilogramo de hidrógeno que en un kilogramo de petróleo crudo. Además, generar energía a partir del hidrógeno, por ejemplo en células de combustible, no libera sustancias contaminantes, sólo agua. Sin embargo, el hidrógeno sólo se encuentra en la Tierra en compuestos como el agua. El hidrógeno debe estar en su forma pura para obtener energía de él, y para que su uso resulte rentable debe ser producido con fuentes de energía renovables como la luz solar.

Los científicos del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces han tenido éxito en dar un paso en esta dirección con, sorprendentemente, uno de los polímeros que los químicos conocen desde hace más tiempo. Los investigadores utilizaron nitruro de carbono, fabricado por primera vez por Justus Liebig en 1834, para crear hidrógeno a partir de agua con ayuda de la luz solar. Lo especial acerca del nitruro de carbono es que es estable en el agua, incluso bajo condiciones alcalinas o ácidas extremas. Aparte de eso, es muy fácil y barato de producir.

El grupo de investigación de Xinchen Wang llevó a cabo los experimentos en colaboración con especialistas de la Universidad de Tokio y la Universidad de Fuzhou en China.

Los científicos del equipo de Wang ahora están trabajando en una configuración alternativa para mejorar el rendimiento de su método y para combinar la producción de hidrógeno y oxígeno. Si tienen éxito, el proceso de descomposición del agua en sus dos elementos constituyentes será perfeccionado y el hidrógeno estará un paso más cerca de asumir definitivamente su papel como una fuente importante de energía. Información adicional en: Scitech News 20 de Abril de 2009.

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La Planta-Piloto de captura de C02 y producción de hidrógeno en Elcogas estará operativa a finales de este año

La central GICC que Elcogas posee en Puertollano ha celebrado un año más el Día Mundial del Medio Ambiente con la plantación de arces y la confirmación de que la Planta-Piloto de captura de CO2 y producción de hidrógeno, que actualmente se está construyendo, entrará en funcionamiento a finales de este año.

Se trata de un proyecto pionero en España al ser la primera planta que estará integrada en un ciclo combinado de 335 megavatios; a punto de concluir la fase de construcción de obra civil, el nuevo Consejero Delegado de Elcogas, el puertollanense Alfredo García Aránguez asegura que estará operativa en seis meses, tiempo que Aránguez espera se den las condiciones "para que la pongamos en marcha".

Abastecer de hidrógeno al mercado nacional

Actualmente, y casi finalizada su obra civil, se entra en la fase de tendido de cables y finalización de la prefabricación de equipos principales en los talleres y cuyo montaje daría comienzo a lo largo de julio.

La singularidad de esta Planta-Piloto, integrada en un GICC, estriba en que producirá el hidrógeno necesario para cubrir el consumo anual de este gas embotellado en todo el país. Aránguez explica que el proceso de absorción y captura de C02 obedece a una finalidad de demostración mientras que la producción de hidrógeno abarcará todo el mercado nacional al transportarse por carretera. "No queremos hacer una planta que produzca más de lo que podemos consumir en España" aclara el nuevo Consejero Delegado de Elcogas, quien tomaba posesión de su cargo el pasado jueves y que afronta la presente etapa como un reto profesional. www.lacomarcadepuertollano.com

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Enel arranca la primera planta eléctrica del mundo alimentada con hidrógeno

La primera planta eléctrica comercial alimentada con hidrógeno, con una capacidad de generar 60 millones de KWh anuales y construida por Enel cerca de Venecia, ha comenzado a funcionar, según informó hoy la propia compañía.

La planta fue completada en abril de 2008 y comenzó a funcionar en primavera de este año, alimentada por gas metano.
La planta, que funciona con un sistema desarrollado por Enel en colaboración con General Electric, ha empezado a funcionar ya con hidrógeno como único combustible.
Esta planta tiene una capacidad de 12 MW y otros 4 MW adicionales, generados con la reutilización del gas caliente que produce la turbina de hidrógeno.

La electricidad que genera la planta es suficiente para cubrir las necesidades de 20.000 hogares y ahorrará la emisión de 17.000 toneladas de CO2 al año. (EFE) 14/08/2009

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Producción mundial de hidrógeno

Tal vez muchos piensen que la producción mundial de hidrógeno es tan exigua que apenas da para alimentar a un puñado de prototipos llenos de pegatinas que circulan por perdidas carreteras y pendientes de no alejarse demasiado de su punto de reabastecimiento. Sin embargo, las cifras que publica el Hydrogen Analysis Resource Center muestran un panorama bastante distinto: la producción mundial de hidrógeno en 2008 alcanzó los 13 billones de pies cúbicos estándar (13.000.000.000.000 SCF – Standard Cubic Feet).

¿Cuales son las principales compañías productoras de hidrógeno? Pues empresas como Air Liquide, Praxair, Linde, Air Products, y alguna más como Shell, Chevron, BP, ConocoPhillips, ExxonMobil, etc. Les suenan, ¿verdad?

Planta de producción de hidrógeno

Uno se pregunta para qué se emplea toda esta producción industrial de hidrógeno. Cerca de la mitad sirve para obtener amoniaco con el que fabricar fertilizantes, mediante el proceso de Haber-Bosch. El resto se emplea, casi en su totalidad, en el refinado del petróleo (hydrocracking) para partir las largas cadenas de hidrocarburos en fracciones más ligeras y así obtener los codiciados combustibles líquidos que se usan en automoción. Queda claro, pues, porqué se le llama “hidrógeno de refinería”. Un producto en el que, por cierto, España es la tercera potencia mundial, solo superada por Estados Unidos y Corea del Sur, con una capacidad de producción para este año de 341 millones de SCF por día.

Ahora hagamos un ejercicio de imaginación en el que todo ese hidrógeno se destinara a abastecer a vehículos propulsados por pila de combustible. Antes de nada, convendría tener en cuenta que, según los expertos, 415,6 SCF equivalen a 1 kg. Tiramos de calculadora y vemos que esos 13 billones de SCF son, en números redondos, más de 30 millones de toneladas de hidrógeno.

Vehículo FCV de hidrógeno

Suponiendo que para llenar completamente el depósito de un coche de hidrógeno hacen falta en torno a 5 kg. (el Honda FCX Clarity, por ejemplo, tiene un depósito con capacidad para 4,1 kg. que le otorgan una autonomía de más de 400 km.) Podemos llegar a la conclusión de que el hidrógeno producido en todo el mundo en 2008 hubiera permitido realizar unos 6.000 millones de repostajes.

Para no liarnos mucho con los cálculos, consideremos una media de un repostaje completo a la semana por coche (que nos daría un kilometraje anual de unos 20.000 km.). Obtenemos que durante 2008 podrían haber circulado por las carreteras del planeta cerca de 120 millones de turismos alimentados exclusivamente con hidrógeno. Incluso si dejásemos en paz a los productores de fertilizantes, estaríamos hablando de casi 60 millones de vehículos (alrededor del 10 % del parque mundial de turismos, que ahora rondará los 600 millones).

Vehículo FCV de hidrógeno

Por desgracia, en la actualidad casi la mitad del hidrógeno se obtiene del gas natural, el 30% del petróleo, y el 18% del carbón; es lo que se ha dado en llamar “hidrógeno negro”. La electrólisis del agua apenas representa el 5% del total. Y si la electricidad empleada no se obtiene de energías renovables tampoco se puede hablar de “hidrógeno verde”. Octubre de 2009

Vía. misuperauto.blogspot