¿Qué es el hidrógeno? ¿Puede realmente convertirse en una solución al cambio climático?

El hidrógeno, o H₂, está recibiendo mucha atención últimamente a medida que los gobiernos de EE. UU., Canadá y Europa empujar para cortar sus emisiones de gases de efecto invernadero.

Pero, ¿qué es exactamente el H₂? ¿Es realmente una fuente de energía limpia?

me especializo en Investigación y desarrollo de técnicas de producción de H₂..A continuación se presentan algunos datos clave sobre esta sustancia química versátil que podría desempeñar un papel mucho más importante en nuestras vidas en el futuro.

Entonces, ¿qué es el hidrógeno?

Hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, pero debido a que es tan reactivo, no se encuentra solo en la naturaleza.En cambio, normalmente está unido a otros átomos y moléculas en el agua, el gas natural, el carbón e incluso la materia biológica como las plantas y los cuerpos humanos.

Sin embargo, se puede aislar el hidrógeno.Y por sí sola, la molécula de H₂ tiene un gran poder como portador de energía muy eficaz.

ya esta utilizado en la industria fabricar amoníaco, metanol y acero y en refinando petróleo crudo.Como combustible, puede almacenar energía y reducir las emisiones de los vehículos, incluidos autobuses y buques de carga.

El hidrógeno también se puede utilizar para generar electricidad con menores emisiones de gases de efecto invernadero que las centrales eléctricas de carbón o gas natural.Ese potencial está recibiendo más atención a medida que A NOSOTROS.El gobierno propone nuevas reglas. eso requeriría que las centrales eléctricas existentes redujeran sus emisiones de dióxido de carbono.

Debido a que puede almacenarse, el H₂ podría ayudar a superar los problemas de intermitencia asociados con las fuentes de energía renovables como la eólica y la solar.También se puede mezclar con gas natural en centrales eléctricas existentes para reducir las emisiones de la planta.

El uso de hidrógeno en centrales eléctricas puede reducir las emisiones de dióxido de carbono cuando se mezcla o solo en turbinas especializadas, o en pilas de combustible, que consumen H₂ y oxígeno, u O₂, para producir electricidad, calor y agua.Pero normalmente no está completamente libre de CO₂.Esto se debe en parte a que aislar el H₂ del agua o del gas natural requiere mucha energía.

¿Cómo se produce el hidrógeno?

Hay algunas formas comunes de producir H₂:

• Electrólisis Puede aislar hidrógeno dividiendo el agua (H₂O) en H₂ y O₂ mediante una corriente eléctrica.

• Reformado de metano utiliza vapor para dividir el metano, o CH₄, en H₂ y CO₂.Para este proceso de división también se pueden utilizar oxígeno y vapor o CO₂.

• Gasificación transforma materiales a base de hidrocarburos, incluidos biomasa, carbón o incluso residuos municipales – en gas de síntesis, un gas rico en H₂ que puede utilizarse como combustible por sí solo o como precursor para la producción de productos químicos y combustibles líquidos.

Cada uno tiene ventajas e inconvenientes.

Verde, azul, gris: ¿qué significan los colores?

El hidrógeno a menudo se describe con colores para indicar qué tan limpio o libre de CO₂ está.el mas limpio es hidrógeno verde.

H₂ verde Se produce mediante electrólisis alimentada por fuentes de energía renovables, como la eólica, la solar o la hidroeléctrica.Si bien el hidrógeno verde está completamente libre de CO₂, es costoso, alrededor de Entre 4 y 9 dólares por kilogramo ($2-$4 por libra) debido a la alta energía requerida para dividir el agua.

Otras técnicas que consumen menos energía pueden producir H₂ a un costo menor, pero aun así emiten gases de efecto invernadero.

Gris H₂ es el tipo más común de hidrógeno.Se fabrica a partir de gas natural mediante reformado de metano.Este proceso libera dióxido de carbono a la atmósfera y cuesta alrededor de $1-$2.50 por kilogramo (50 centavos-$1 por libra).

Si las emisiones de CO₂ del hidrógeno gris se capturan y bloquean para que no se liberen a la atmósfera, puede convertirse en hidrógeno azul.Los costos son más altos, alrededor de $1.50-$3 por kilogramo (70 centavos-$1,50 por libra) para producir, y las emisiones de gases de efecto invernadero aún pueden escapar cuando se produce y transporta el gas natural.

Otra alternativa es hidrógeno turquesa, producido utilizando recursos tanto renovables como no renovables.Los recursos renovables proporcionan energía limpia para convertir metano – CH₄ – en H₂ y carbono sólido, en lugar del dióxido de carbono que debe capturarse y almacenarse.este tipo de tecnología de pirólisis todavía es nuevo y se estima que costará entre $1,60 y $2,80 por kilogramo (70 centavos-$1,30 por libra).

¿Podemos apagar las luces de los combustibles fósiles ahora?

Más del 95% del H₂ producido en los EE.UU. hoy es hidrógeno gris elaborado con gas natural, que aún emite gases de efecto invernadero.

Que el H₂ pueda crecer como alternativa al gas natural para la industria energética y otros usos, como el transporte, la calefacción y los procesos industriales, dependerá de la disponibilidad de energía renovable de bajo costo para la electrólisis a fin de generar H₂ verde.

También dependerá de la Desarrollo y expansión de oleoductos y otras infraestructuras. para almacenar, transportar y dispensar H₂ de manera eficiente.

Sin la infraestructura, el uso de H₂ no crecerá rápidamente.Es una versión moderna de "¿Qué fue primero, el huevo o la gallina?" El uso continuo de combustibles fósiles para la producción de H₂ podría estimular la inversión en infraestructura de H₂, pero el uso de combustibles fósiles libera gases de efecto invernadero.

¿Qué le depara el futuro al hidrógeno?

Aunque el hidrógeno verde y azul los proyectos estan surgiendo, son pequeños hasta ahora.

Políticas como los límites de emisiones de gases de efecto invernadero de Europa y los EE.UU. para 2022. Ley de reducción de la inflación, que ofrece créditos fiscales de hasta 3 dólares por kilogramo (1,36 dólares por libra) de H₂, podría ayudar a que el hidrógeno más limpio sea más competitivo.

Se prevé que la demanda de hidrógeno aumente aumentar de dos a cuatro veces su nivel actual para 2050.Para que el H₂ sea verde se necesitarían cantidades significativas de energía renovable al mismo tiempo que se construyen nuevas plantas de energía solar, eólica y otras energías renovables para suministrar electricidad directamente al sector energético.

Si bien el hidrógeno verde es una tendencia prometedora, no es la única solución para satisfacer las necesidades energéticas del mundo y los objetivos energéticos libres de carbono.Probablemente será necesaria una combinación de fuentes de energía renovables y H₂ limpio, incluido el azul, el verde o el turquesa, para satisfacer las necesidades energéticas del mundo de forma sostenible.