El Hidrógeno es el elemento químico más ligero de la tabla periódica. Se presenta como gas diatómico H₂ en condiciones normales. Es un gas incoloro, inodoro y muy reactivo. Es, además, el elemento más abundante en el universo. Constituye el 30% de la masa del sol y el 75% de la masa del universo. En la Tierra, el H2 está tanto en el agua como en los seres vivos, pero muy rara vez se halla en estado libre. Fue descubierto experimentalmente por Cavendish en 1776 (como “aire inflamable”) y en 1785 Lavoisier le dio el nombre de hidrógeno. En 1923, John B.S. Haldane predijo que el hidrógeno sería el combustible del futuro.
El hidrógeno, al igual que la electricidad, es un portador de energía o un vector energético, es decir, una forma secundaria de energía que antes tiene que ser producida por alguna otra fuente primaria. Encontrar la forma de explotarlo efectivamente proporcionaría a la humanidad una fuente de energía virtualmente ilimitada. Existen varios métodos para obtener hidrógeno, que, como combustible, es una alternativa a los combustibles fósiles y se lo puede almacenar y/o transportar. Actualmente, más del 68% del H2 se produce a partir del gas natural (GN), el 27% del petróleo/carbón y el 5% del agua, mediante electrólisis. Cuando se obtiene H2 a partir de hidrocarburos, se lo denomina “hidrógeno gris”, mientras que el “hidrógeno verde” es aquel producido con el excedente de electricidad de energías renovables (hidráulica, eólica o solar), vía electrólisis.
Pie de imagen: Un conductor dirige el primer tren impulsado por hidrógeno, del fabricante francés de trenes Alstom, durante su primer trayecto el 16 de septiembre de 2018 cerca de Bremervoerde, Alemania.
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El hidrógeno se utiliza para muchos propósitos, como materia prima e intermediario en la producción química, refinación de petróleo y tratamiento de metales. El alto poder calorífico del hidrógeno (120 MJ/kg) lo posiciona como un combustible alternativo, tanto para el transporte como para generación de electricidad. Aunque estas tecnologías no reciben aún amplia aceptación, el H2 es considerado clave para una definitiva descarbonización del sector energético.
La descarbonización se refiere a la progresiva sustitución de átomos de carbono por otros de hidrógeno con cada nueva fuente de energía. La madera tiene una proporción de diez átomos de carbono por cada átomo de hidrógeno. El carbón mineral tiene uno o dos átomos de carbono por uno de hidrógeno; el petróleo, por su parte, tiene uno de carbono por cada dos de hidrógeno, mientras que el GN tiene un átomo de carbono por cada cuatro átomos de hidrógeno. Es decir, cada nueva fuente de energía emite menos CO2 que su antecesora. El hidrógeno, al no contener ningún átomo de carbono, completaría el camino hacia la descarbonización (y evolución) del sistema energético. La descarbonización también ha significado una suerte de “desmaterialización” de la energía que ha ido de lo sólido (madera) a lo líquido (petróleo) y a lo gaseoso (GN e hidrógeno).
Para la descarbonización del sector eléctrico se puede usar celdas de combustible para producir electricidad directamente, donde el único producto es el agua. Si bien actualmente el hidrógeno desempeña un papel insignificante en el sector eléctrico (menos del 0.2% de la generación), cuando está en forma de gas comprimido o amoníaco, el H2 puede también ser una opción de almacenamiento a gran escala para equilibrar las variaciones estacionales de la generación renovable.