HIDRÓGENO EL COMBUSTIBLE DEL FUTURO

HIDRÓGENO EL COMBUSTIBLE DEL FUTURO

Las estaciones de hidrógeno o hidrogeneras, son puntos de repostaje para vehículos dotados de pila de hidrógeno. La industria automovilista se dirige de forma inexorable hacia este tipo de combustible y tecnología ya que los avances tecnológicos más recientes, la disponibilidad de la materia prima necesaria y la facilidad para producirlo de forma limpia hacen que sea el hidrógeno y posiblemente solo el hidrógeno el combustible del futuro. 

Pero veamos de donde sale el hidrógeno (H2) y por qué es el hidrógeno el combustible del futuro. La forma más común de producirlo en una hidrogenera es mediante un electrolizador, con el que podemos generar lo que se denomina como hidrógeno verde. El calificativo “verde” se debe a que la electricidad que se utiliza para generar el hidrógeno procede de energía renovable y es por tanto un proceso de producción 100% limpio, sin emisiones de CO2 en ninguna fase. 

Vamos a detallar un poco más en detalle las dos fuentes principales de las que se obtiene el hidrógeno verde. 

En primer lugar, el agua. Para alimentar el electrolizador se puede usar agua corriente pero no se puede usar tal cual sale del grifo, sino que se debe desmineralizar para eliminar impurezas. Para ello se hace pasar la corriente de agua a través de un desmineralizador, obteniendo agua desmineralizada apta para su uso en el electrolizador. 

Por otra parte, la electricidad. Como se busca una producción de hidrógeno limpia, se podría emplear energía eólica o fotovoltaica, por ejemplo, pero nosotros nos centraremos en la fotovoltaica. Por medio de una planta fotovoltaica abasteceríamos las necesidades de energía eléctrica, tanto del electrolizador (el consumo más importante) como de los demás consumos de la hidrogenera. 

Ya se ha detallado el origen del hidrógeno, ahora correspondería detallar brevemente el proceso principal, es decir, la electrólisis. La electrólisis es un proceso de transformación del agua en las moléculas de hidrógeno y oxígeno. El oxígeno resultante se puede liberar a la atmósfera o se puede almacenar para otros procesos industriales.  

La producción de hidrógeno de un electrolizador depende del tamaño del electrolizador. Poniendo como ejemplo un electrolizador de 1 MW de potencia que es capaz de generar en torno a 200 Nm3/h o lo que es lo mismo, unos 18 kg/h de hidrógeno, tendríamos un consumo de agua de unos 300 L/h. Pongamos esta cantidad en contexto. Un turismo promedio, cuenta con un depósito de hidrógeno de unos 5,5 kg. El electrolizador indicado anteriormente funcionando durante 8 horas al dia produciría 144 kg de H2, con lo que se cubriría el repostaje completo de unos 26 coches. Hablamos de una producción más que aceptable. 

El tiempo medio para un repostaje entero es de unos 5 minutos, según datos ofrecidos por los fabricantes de dispensadores. Otra posibilidad es la de repostaje de camiones, que cuentan con una capacidad de unos 32-35 kg de H2 normalmente. Con los mismos datos usados anteriormente se obtendría hidrógeno para repostar completamente entre 4 y 5 camiones. En este caso convendría plantearse aumentar la potencia del electrolizador y producir más cantidad de H2 y así aumentar la capacidad de la hidrogenera. 

El gas hidrógeno obtenido a la salida del electrolizador estará listo para ser almacenado tras un proceso de secado y de eliminación de impurezas. Para almacenarlo se pueden emplear diferentes métodos: 

  • Almacenamiento a presión: El método más utilizado, consiste en introducir el hidrógeno en tanques generalmente metálicos, a una presión determinada. Cuanto más elevada la presión, más cantidad de hidrógeno se podría. Actualmente el hidrógeno se almacena en depósitos de hasta 1000 bar de presión, siendo más común almacenarlo a 300 o 750 bar. Es la presión que requieren los vehículos que funcionan con esta tecnología. 
  • Almacenamiento líquido: El H2 se pasa a estado líquido, a una temperatura inferior a  -235°C. Se almacena en tanques especiales. Requiere un uso de energía elevado. 
  • Almacenamiento en hidruros metálicos: Hablamos de metales que reaccionan con el hidrógeno formando otros compuestos denominados hidruros metálicos. Este tipo de almacenamiento es posible debido a que esta reacción es reversible y se puede volver a obtener el hidrógeno separado del metal de manera muy sencilla. Es un método bastante seguro, pero los equipos que se utilizan son costosos y pesados.

El siguiente paso es el transporte del H2 desde los recipientes de almacenamiento hasta los surtidores. Actualmente los vehículos que funcionan con pila de hidrógeno, utilizan depósitos en su interior de 350 o 700 bar. Esta presión concreta es el estándar utilizado en el sector automovilístico. Por esta razón los surtidores tienen que funcionar también a esta presión. Por ello o bien se ha almacenado el H2 a estos niveles de presión, o bien se comprime previamente antes de llegar al surtidor.

Hidrogeno el futuro del combustible

En la actualidad, todos nosotros estamos familiarizados con el repostaje tradicional de gasolina o diésel. Pues bien, el repostaje de hidrógeno sigue un proceso similar, pero es aún más seguro. La boquilla del surtidor encaja con el receptáculo del vehículo. Entre ambos se establece una conexión segura cuando está bien conectado e inicia el transporte del hidrógeno hacia el interior del vehículo. El riesgo de sufrir pérdidas de H2 es extremadamente reducido. 

En este artículo hemos querido ilustrar brevemente algunos de los detalles técnicos del hidrógeno como combustible y el lector será capaz de apreciar el potencial que este elemento tiene para convertirse en una solución que cohabite con los vehículos puramente eléctricos. Por estos motivos es hidrógeno el combustible del futuro.

En Cobaltiq, somos especialistas en la generación de hidrogeno con electricidad procedente de plantas renovables adyacentes a la estación. Analizamos la viabilidad técnica y financiera, diseñamos y ejecutamos llave en mano estaciones completas de generación y dispensación de hidrogeno como combustible para vehículos. 

 

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