¿Es peligroso el combustible de hidrógeno?

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La explosión de Hindenburg el 6 de mayo de 1937 en Lakehurst, Nueva Jersey. AFP / Getty Images

Cuando el dirigible Hindenburg se acercó a su muelle en Lakehurst, Nueva Jersey, el 6 de mayo de 1937, el dirigible que sostenía las cubiertas de pasajeros en alto estaba lleno de hidrógeno. Este elemento, el más simple y más abundante del universo, tiene un protón con un solo electrón girando a su alrededor. El hidrógeno también pesa atómicamente el menor de todos los elementos. Puede tener un gran impacto, creando grandes cantidades de energía cuando se introducen oxígeno y una fuente de ignición. Cuando el Hindenburg explotó, el mundo fue testigo del poder del hidrógeno.

Cuando el Hindenburg atracaba esa noche de mayo, la piel exterior del dirigible estaba expuesta a una chispa estática. En cuestión de segundos, las llamas atravesaron la aeronave, reduciéndola a una bola de llamas y metal retorcido. Treinta y seis personas perdieron la vida en el desastre [fuente: Archivos Nacionales]. Y tan rápido como el Hindenburg ardió, también lo hizo la opinión pública sobre el hidrógeno. Durante muchas décadas después del desastre, el hidrógeno fue visto con escepticismo e incluso alarmado. Se desarrolló un "factor de miedo al hidrógeno" con respecto al elemento [fuente: Edwards].

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Hoy en día, a medida que aumentan las preocupaciones sobre una posible disminución del suministro mundial de petróleo y el aumento de las emisiones de contaminantes de ese petróleo, los investigadores de energía están reconsiderando el hidrógeno como fuente de combustible. Ciertamente, tiene una enorme promesa: el hidrógeno emite poco o nada de gases de efecto invernadero (GEI). Sus principales subproductos son el vapor de agua y el calor. El hidrógeno tiene la producción de energía más alta en peso de cualquier combustible [fuente: CECA]. Y es abundante; El hidrógeno puede ser producido por varias fuentes, desde el gas natural hasta el agua misma..

Pero la pregunta sigue siendo: ¿Es el combustible de hidrógeno una fuente de energía segura para nuestros automóviles? ¿Cómo se puede utilizar el hidrógeno como combustible? Hay una introducción rápida en la página siguiente.

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En 2005 se demostró una técnica para extraer hidrógeno del agua, iniciada por primera vez en la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia. El método utiliza energía solar para alimentar la reacción. Ian Waldie / Getty Images

-El hidrógeno no es en realidad una fuente de energía, es un portador de energía [fuente: CECA]. El hidrógeno transporta la energía que se crea cuando se produce. Es similar a la electricidad: no podemos quemar electricidad (que es un portador de energía), pero la electricidad se puede producir quemando fuentes de energía como gas natural o petróleo. Luego, la electricidad transporta esta energía a otros lugares, como los enchufes de su hogar..

Esto significa que al portador de energía se le debe dar la energía necesaria para transportarlo, hablando crudamente. Así que debemos crear energía para producir hidrógeno. Esto es mucho más fácil que el método convencional de obtener petróleo, nuestra principal fuente de combustible. Obtener petróleo requiere perforar en reservas, extraerlo del suelo, refinarlo y enviarlo a la estación de servicio. Al usar hidrógeno como fuente de combustible, esencialmente podemos producir nuestro propio combustible y eliminar todos estos pasos, y tal vez la lucha geopolítica que causa el petróleo..

El hidrógeno se crea mediante un proceso conocido como reformando. Ciertamente, podemos generar hidrógeno como medio de transferencia de energía quemando gas natural o alguna otra fuente de combustible a base de carbono. De hecho, el reformado de metano (separar el hidrógeno de los hidrocarburos mediante la quema de gas natural) es actualmente el método más viable para producir combustible de hidrógeno. Pero a través de este método, volvemos al punto de partida, en lo que respecta a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Si bien el proceso de transferencia de energía del hidrógeno será limpio, el proceso de creación de hidrógeno seguirá quemando combustibles fósiles y emitiendo gases de efecto invernadero..

Así como hay formas más limpias de producir electricidad (como la energía hidroeléctrica), el hidrógeno también se puede crear limpiamente a través de la energía eólica o solar, incluso a través de microbios que comen algas y producen hidrógeno como producto de desecho [fuente: NREL]. Los investigadores están evaluando estos métodos como formas confiables de producir hidrógeno sin quemar combustibles fósiles. Y otros están descubriendo la mejor manera de usar este hidrógeno producido para impulsar su automóvil..

-Los ingenieros automotrices han ideado hidrógeno celdas de combustible. Estas celdas de combustible crean electricidad para impulsar su automóvil conversión electroquímica. El elemento químico puro hidrógeno se divide en su protón y electrón, un proceso que genera electricidad. Cuando se mezcla con oxígeno, el subproducto del proceso es agua. Dado que una celda de combustible no puede producir suficiente electricidad por sí sola para alimentar un automóvil, las celdas deben juntarse para crear pilas de pilas de combustible [fuente: Fuel Economy.gov]. Sin embargo, una vez que juntes algunas pilas, tu auto puede acercarse.

Sin embargo, queda un gran problema: almacenar el hidrógeno a bordo de su vehículo. Algunos métodos ya están en uso. El hidrógeno se puede almacenar en forma de un gas altamente presurizado o un líquido extremadamente frío, como el hidrógeno criogénico. Esto funciona para almacenar hidrógeno en las bombas de combustible, pero no es práctico para transportar combustible en su automóvil. El hidrógeno líquido criogénico requeriría un sistema adicional a bordo para mantener frío el combustible. Esto agregaría peso, lo que afecta la eficiencia energética del vehículo..

Los investigadores todavía están investigando las formas óptimas de almacenar y explotar el hidrógeno como fuente de combustible. Parte de esa investigación incluye disipar los temores del público al combustible de hidrógeno. La ciencia puede ser capaz de resolver el rompecabezas del combustible de hidrógeno, pero si los conductores todavía se imaginan quemados vivos en una bola de llamas al rojo vivo después de un choque en el guardabarros, ¿quién compraría un automóvil de hidrógeno de todos modos? Quizás la próxima página alivie sus preocupaciones.

El motor de un coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno de Ford. El automóvil estuvo en exhibición en la conferencia nacional de la Asociación Nacional de Hidrógeno de 2005. Joe Raedle / Getty Images

En muchos casos, el hidrógeno es más seguro que el combustible que usamos actualmente para impulsar nuestros automóviles. Los combustibles a base de carbono tienden a esparcirse como líquidos (como bien sabrá si alguna vez se ha derramado gasolina en el surtidor). Cuando se quema, el combustible convencional produce cenizas calientes que generan calor radiante. Este no es el caso del hidrógeno. En su forma pura, el hidrógeno no quema carbono y no produce cenizas calientes y muy poco calor radiante [fuente: RMI]. Además, cuando el hidrógeno se filtra, asciende rápidamente a la atmósfera, por lo que tiene menos tiempo para arder [fuente: Princeton].

Entonces, ¿qué pasa con el Hindenburg? Tanto los defensores como los oponentes del combustible de hidrógeno se han aferrado al infortunado dirigible en su debate. Mientras que los oponentes lo señalan como una advertencia, los defensores lo ven como una exoneración del hidrógeno..

Aunque el hidrógeno a bordo del Hindenburg ciertamente ardió con una fuerza increíble, no fue el hidrógeno lo que creó el desastre, fue polvo de aluminio. Para reflejar la luz solar, la piel de Hindenburg se cubrió con este polvo, una forma equivalente al combustible para cohetes [fuente: RMI]. Y la tela de algodón que formaba la piel del dirigible se impermeabilizó con acetato altamente inflamable [fuente: ABC]. Los defensores del hidrógeno también señalan que las llamas en el desastre de Hindenburg se quemaron hacia arriba en lugar de apagarse porque el elemento es muy liviano. Esto dejó a los pasajeros en el portaaviones debajo relativamente sin ser molestados por las llamas. Treinta y cinco de las 36 muertes de Hindenburg fueron el resultado de pasajeros que saltaron del dirigible; todos los que permanecieron a bordo sobrevivieron [fuente: RMI].

El desafío que presenta el almacenamiento de combustible de hidrógeno es encontrar formas de crear tanques de almacenamiento que no resulten ser una advertencia contra el hidrógeno para las generaciones futuras. En otras palabras, ¿cuál sería el mejor tanque de almacenamiento para evitar que el hidrógeno explote en un accidente automovilístico??

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Los tanques de acero son una posibilidad. Son lo suficientemente fuertes como para servir como portadores confiables de gas hidrógeno en automóviles. Si ocurre un accidente, es probable que un tanque de acero pueda resistir un impacto sin sufrir una perforación o ruptura. Sin embargo, un problema con el acero es que el hidrógeno es tan liviano y, por lo tanto, menos denso que la gasolina. Cualquier tanque que contenga combustible de hidrógeno presurizado tendría que ser mucho más grande que el tanque de gasolina convencional de su automóvil. Un tanque de acero sería bastante pesado y reduciría la eficiencia energética..

Los materiales compuestos parecen ofrecer aún más promesas que el acero. Los tanques de polietileno son livianos, se pueden moldear para adaptarse a un automóvil y están diseñados para polvo -- absorben la energía de un impacto, reducen el tanque a polvo y liberan aparentemente el hidrógeno de forma segura a la atmósfera [fuente: Princeton].

En última instancia, el hidrógeno puede almacenarse en materiales que puedan contener el elemento y liberarlo cuando sea necesario. Algunos tipos de metal, como hidruro de metal, puede atrapar moléculas de hidrógeno dentro de su estructura composicional. Aquí, el hidrógeno se almacena de forma segura y se libera cuando se calienta el metal. Lo que hace que esta tecnología sea aún más atractiva es que el calor necesario para la liberación de moléculas de hidrógeno de sus tanques de metal podría provenir del calor residual producido por una celda de combustible de hidrógeno [fuente: DOE].

No parece que el "factor miedo al hidrógeno" esté haciendo mucho para disuadir la investigación continua sobre su viabilidad como fuente de combustible. Y si el mundo realmente se está quedando sin petróleo, es posible que tengamos que dejar de lado esos temores de una vez por todas..

Para obtener más información sobre el combustible de hidrógeno y otros temas relacionados, visite la página siguiente.

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Más enlaces geniales

  • Página de inicio de eficiencia energética y energía renovable (EERE) del Departamento de Energía de EE. UU.
  • Instituto de las Montañas Rocosas
  • Transmisión de radio sobre desastres de Hindenburg en los archivos nacionales

Fuentes

  • Edwards, Peter P. "Nuestro miedo a las estaciones de combustible de hidrógeno". Los tiempos. 21 de abril de 2008. http://www.timesonline.co.uk/tol/comment/letters/article3784369.ece
  • Kruszelnicki, Karl S. "Hindenburg e hidrógeno". Compañía de radiodifusión australiana. 2004. http://www.abc.net.au/science/k2/moments/s1052864.htm
  • Murphy, Christian. "Diferenciar fuentes y portadores de energía". Consejo de Energía del Consumidor de América. 30 de julio de 2003. http://www.cecarf.org/Programs/Fuels/SourcesCarriers.html
  • "Vehículos de pila de combustible". Comisión de Energía de California. http://www.consumerenergycenter.org/transportation/fuelcell/index.html
  • "Almacenamiento de combustible." Universidad de Princton. http://www.princeton.edu/~chm333/2002/spring/FuelCells/H_storage.shtml
  • "Cómo funcionan: pilas de combustible PEM". Fuel Economy.gov. http://www.fueleconomy.gov/feg/fcv_PEM.shtml
  • "Datos del hidrógeno". Consejo de Energía del Consumidor de América. 2003. http://www.cecarf.org/Programs/Fuels/Fuelfacts/HydrogenFacts.html
  • "Producción y entrega de hidrógeno". Laboratorio Nacional de Energías Renovables. 1 de junio de 2007. http://www.nrel.gov/hydrogen/proj_production_delivery.html
  • "¿Es peligroso el hidrógeno?" Instituto de las Montañas Rocosas. http://www.rmi.org/sitepages/pid205.php
  • "Hidruros metálicos". Departamento de Energía de EE. UU. 6 de noviembre de 2006. http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/storage/metal_hydrides.html
  • "Escenas del infierno: Herb Morrison - Desastre de Hindenburg, 1937". Archivos Nacionales. http://www.archives.gov/exhibits/eyewitness/html.php?section=5



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