Producción de Hidrógeno
Prácticamente todo el hidrógeno usado en la actualidad es producido a partir de combustibles fósiles: el único proceso que no esta basado en ellos es el de electrólisis del agua, por el cual solo se obtiene un 0,5 % de la producción actual de hidrógeno. la producción a partir de carbón esta cerca de un 20 %, y el resto, cerca de un 80%, proviene del gas natural y del petróleo.
La única tecnología previsible en el futuro cercano es la gasificación del carbón. Las reservas mundiales de carbón son de un orden de magnitud mas grande que las de gas natural y petróleo. mas aun, los depósitos de carbón están distribuidos
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ENERGÍA PARA AUTOS HÍBRIDOS TOKIO (EFE) El fabricante de baterías Hitachi Maxell reducirá su producción de pilas de níquel e hidrógeno para teléfonos celulares y aumentará la de fuentes de energía similares destinadas a automóviles híbridos y eléctricos, informó la empresa. La medida obedece a que los precios de las baterías recargables que se usan en telefonía móvil continúan descendiendo, pese a la fuerte demanda en los EE.UU y Europa. Hitachi, proyecta además manufacturar sistemas de energía constante para computadoras, de energía solar y pilas de combustible para proveer electricidad a las viviendas. Los principales fabricantes japoneses del motor desarrollan en la actualidad vehículos alimentados por pilas de combustibles y tres de ellos: Toyota - Nissan y Honda, lanzaron al mercado automóviles híbridos. |
mas uniformemente alrededor del globo que los de gas y petróleo.
El carbón ya ha sido gasificado desde hace mas de setenta años. Es decir, el problema no es tecnológico sino económico. Para mostrarlo mas claramente en las condiciones económicas presentes, se compara a continuación la producción de h2 a partir de gas natural y de carbón.
Existen diferentes formas de obtención de H2a partir del gas natural. El costo actual de una planta de producción de alrededor de 30 millones de metros cúbicos por día sería de unos 70 millones de U$S, con una eficiencia de aproximadamente 75 %. en cambio, para la construcción de una planta de similar capacidad para la obtención de Hidrógeno a partir del carbón, deben invertirse alrededor de 300 millones de U$S. Estos costos son estimaciones aplicables a países europeos.
En las condiciones actuales, se concluye que el precio del gas natural debería subir al menos un 50% para que la producción de Hidrógeno a partir de carbón fuera económicamente factible. La razón del mayor costo no radica en la baja eficiencia del proceso, sino en los altos costos de inversión para la planta.
Producción a partir de fuentes renovables
El hidrógeno se puede producir a partir del agua por cuatro métodos principales:
Método térmico directo.
Método termoquímico.
Electrólisis
Fotólisis
Como resultado del uso de algunos de estos métodos, el agua es separada en H2 y O. El hidrógeno es transportado, almacenado y distribuido a los centros de consumo, donde es usado en cada una de las aplicaciones de los combustibles fósiles, salvo en aquellos casos donde es necesario específicamente carbón. Después de su uso como combustible, el hidrógeno vuelve a convertirse en vapor de agua (por combinación con el oxígeno), el cual es reciclado nuevamente a tierra en las lluvias.
El oxígeno producido puede, o bien ser liberado a la atmósfera o ser utilizado en industrias y ciudades, o usarse para rejuvenecer ríos y lagos.
A. Método térmico directo
Cuando la temperatura de un vapor sobrecalentado se eleva a 300K las moléculas de agua comienzan a disociarse en hidrógeno y oxígeno.
Este método:
a) Posee alta eficiencia térmica; b) No ofrece contaminación ambiental ( o muy poca ); c ) No necesita sustancias químicas intermedias. Sin embargo, tiene el inconveniente de la mantención de tan alta temperatura, asociado a los problemas de los materiales.
B. Método Termoquímico
En este método, primero el agua y una o más sustancias químicas reaccionan mientras se proporciona calor a alta temperatura (600 a 1700 K). De ello resulta hidrógeno y oxígeno con algún otro componente. Luego, en una o más reacciones químicas subsecuentes, los componentes químicos intermediarios pueden ser recuperados, generándose la sustancia química original, la cuál puede ser usada repetidamente.
En estos procesos:
a) La eficiencia térmica tiene un rango entre 17.5% hasta 75.5%
b) Se necesita relativamente baja temperatura (en el rango entre 600 y 1673 K ).
c) La reacción se completa en dos o más pasos
d) La sustancia química usada como intermediaria generalmente se recupera
Para hacer viable este método, se necesita recuperar entre un 99.90% y un 99.99% para evitar un alto costo de reposición del producto químico y problemas de contaminación ambiental.
C. Método Electrolítico
En este método se usa una celda electrolítica para producir hidrógeno y oxígeno a partir del agua dejando pasar una corriente eléctrica directa entre los dos electrodos de la celda.
En este método:
a) Provee de una manera directa hidrógeno y oxígeno.
b) Tiene una tecnología bien establecida.
c) Tiene alta eficiencia, aproximadamente un 85% y mejor a más alta temperatura y presión.
d) Necesita transformar primero la energía eléctrica proveniente de otra fuente, y luego produce hidrógeno.
D. Método Fotolítico
Cuando las moléculas de agua absorben energía a partir de radiación ultravioleta en principio el hidrógeno puede ser liberado. Algunos fotocatalizadores son usados para absorber luz visible y luego transmitir la energía de apropiada longitud de onda e intensidad a las moléculas de agua para liberar los gases constituyentes. Este proceso se conoce con el nombre de fotólisis.
Como fotocatalizadores se pueden usar algunos compuestos de sal, semiconductores, algas verdes y/o rojas, algunas bacterias fotosintéticas, etc.
Este método:
a) Es directo.
b) Usa luz ordinaria.
c) Recupera los fotocatalizadores.
d) Tiene poca eficiencia.
e) No está muy bien entendido.