El combustible de hidrógeno que lanza cohetes de la NASA al espacio y proporciona energía eléctrica a través de celdas de combustible produce solo un producto de desecho: agua tan pura que la tripulación de astronautas puede beberla.
por Sarah Nightingale, Universidad del Sur de California
Aquí en la Tierra, los primeros autos impulsados por celdas de combustible de hidrógeno llegaron al mercado en 2015, prometiendo un aire más limpio y un planeta más saludable. Pero si aún no has visto uno en el camino, no estás solo. Hay menos de 7,000 en los EE. UU. Entonces, ¿por qué el hidrógeno no se ha generalizado como una alternativa a los motores de gasolina?
Paul Ronney, profesor de ingeniería aeroespacial y mecánica de la Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC que estudia la combustión y la propulsión, dice que el hidrógeno tiene algunas barreras, incluida la eficiencia y el costo. Está estudiando lo que se necesitaría para superar algunos de ellos. Aquí, nos pone al día sobre el papel del hidrógeno en el campo de los combustibles alternativos.
¿Qué beneficios ofrecen los automóviles con pilas de combustible de hidrógeno?
No emiten gases de efecto invernadero desde el tubo de escape, por lo que pueden reducir la contaminación en áreas urbanas con mala circulación de aire, como el sur de California en los EE. UU. Y muchas ciudades grandes en India y China.
Los autos alimentados con hidrógeno suenan impecablemente limpios. ¿Por qué no los estamos conduciendo todos?
Prácticamente no hay hidrógeno puro en la Tierra porque es muy reactivo. La mayor parte del hidrógeno está hecho de metano [gas natural] en un proceso que produce dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero. El hidrógeno también se puede hacer del agua mediante electrólisis, pero eso requiere energía eléctrica. Para conseguir eso, volvemos a quemar combustibles fósiles .
¿Se puede hacer hidrógeno sin crear gases de efecto invernadero?
La electricidad basada en energía solar se puede utilizar para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis. Dado que la energía solar proporciona solo una fracción de la electricidad total generada en los Estados Unidos, desviar la electricidad a base de energía solar para producir hidrógeno no reduce las emisiones de gases de efecto invernadero. Eso podría cambiar si la electricidad basada en energía solar aumenta en el futuro.
El hidrógeno es tan limpio como la energía utilizada para producirlo. ¿Hay otras limitaciones?
El hidrógeno en los vehículos debe comprimirse en costosos tanques de alta presión, lo que requiere, lo adivinó, energía. Los vehículos de hidrógeno actuales usan celdas de combustible para convertir la energía química en energía. Las celdas de combustible son muy costosas porque son complejas y requieren materiales costosos como el platino.
¿Podemos evitar eso?
Las celdas de combustible son atractivas porque, en teoría, superan las limitaciones de eficiencia asociadas con los motores de combustión interna tradicionales. Piense en la energía desperdiciada como calor y ruido en un vehículo tradicional. Si bien muchos científicos están explorando formas de fabricar pilas de combustible más baratas, mi investigación adopta un enfoque diferente: mejorar la viabilidad de los motores de combustión interna que usan hidrógeno.
¿Cuáles son las ventajas de quemar hidrógeno?
En primer lugar, los motores de combustión interna son baratos de fabricar y pueden modificarse fácilmente para funcionar con hidrógeno. Al igual que con las pilas de combustible, el principal producto de desecho es el agua, no el dióxido de carbono. Además, a diferencia de la gasolina, el hidrógeno arde bien en «condiciones de escasez de combustible», donde hay mucho más oxígeno que combustible. Eso es bueno para la eficiencia del combustible y también reduce enormemente las emisiones de óxido de nitrógeno.
¿Qué tal el uso de hidrógeno en aplicaciones estacionarias?
Se le ha pedido al sector del transporte que cargue con la responsabilidad de reducir los gases de efecto invernadero a pesar de que solo contribuye con un tercio. Si nos tomamos en serio la lucha contra el cambio climático, también debemos alejarnos de los combustibles fósiles en aplicaciones que no sean de vehículos. La idea de canalizar hidrógeno en hogares o negocios parece descabellada, pero es posible. La infraestructura actual de gas natural líquido podría modificarse por hidrógeno. La inflamabilidad del hidrógeno presenta problemas de seguridad, pero con las disposiciones correctas, estos problemas pueden mitigarse: la electricidad es peligrosa, pero todos la estamos utilizando.
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