Producción y Almacenamiento de Hidrógeno: Tecnologías Innovadoras

Producción de Hidrógeno

Métodos de Producción

• Electrólisis: Separación del hidrógeno y oxígeno del agua (H₂O) mediante electricidad. Alto coste y potencial impacto ambiental.
• Reformado con Vapor: Descomposición de las moléculas del gas natural (CH₄) mediante vapor de agua en presencia de un catalizador. Método más utilizado (48% de la producción mundial).
• Gasificación de Biomasa: A partir de biodiesel, bioetanol y biogás. Mediante oxidación parcial se genera monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H₂). Posteriormente, se elimina el monóxido de carbono mediante procesos de depuración.

Producción a partir de Biomasa

1. Reformado de Fluidos Bioderivados:
   • Bioetanol: El proceso consta de dos partes: reformado en reactor (reacción química principal) y purificación con vapor de agua y oxidación selectiva del monóxido a dióxido de carbono.
2. Pirólisis: Descomposición térmica acelerada de materia orgánica en ausencia de oxígeno. Se obtienen gases (H₂, CH₄, CO y CO₂), hidrocarburos condensables (alquitranes y aceites) y un residuo carbonoso (char).
3. Fermentación:
   • Alcohólica: Plantas que generan etanol (a partir de azúcares) que, mediante reformado con vapor, produce hidrógeno.
   • Anaeróbica: Digestión microbiana en ausencia de oxígeno de biogás (CH₄ y CO₂) junto con una suspensión acuosa. El biogás proviene de purines de granjas y lodos de depuración de aguas residuales.
4. Gasificación: Método competitivo para producir hidrógeno, integrable con energías renovables. Se basa en reacciones termoquímicas en un ambiente pobre en oxígeno para transformar un sólido en gases utilizables en motores o turbinas.
   • Tecnología de Lecho Móvil: Con movimiento de corrientes paralelas o a contracorriente.
   • Tecnología de Lecho Fluidizado: El gasificante mantiene en suspensión un gas inerte y el combustible hasta su gasificación completa.

Almacenamiento de Hidrógeno

1. Depósitos Criogénicos: Almacena hidrógeno en estado líquido, maximizando la cantidad en un volumen dado. El desafío principal es mantener la temperatura extremadamente baja (-253°C).
2. Hidruros Metálicos: Utiliza metales hidrogenófilos para absorber y liberar hidrógeno. El calor del escape puede utilizarse para la desorción, haciendo el proceso reversible.
3. Tanques de Hidrógeno en Estado Gaseoso: Menos ventajoso debido a los grandes volúmenes, altas presiones, y la necesidad de materiales resistentes y pesados.