Uso de Hidrógeno y nanocatalizadores, alternativa para generar energía limpia

El acelerado crecimiento de la población mundial y el consecuente requerimiento de mayor carga de actividad productiva e industrial en los últimos años, han dejado consecuencias negativas y perniciosas en nuestro planeta. 

Actualmente, hay materiales y procesos como alternativas para generar energía limpia, como la producción de hidrógeno que se puede emplear en celdas de combustible, comentó el Doctor Ernesto Flores Rojas, Profesor de la Universidad del Valle de México Campus San Rafael.  

El experto en Celdas de Combustible Polimérico, quien es también Miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel 1, señaló que el uso de hidrógeno como alternativa energética, es posiblemente la mejor opción cuando de eficiencia de combustibles se trata, ya que el hidrógeno se convierte en el combustible eterno, que nunca se termina.

El hidrógeno raramente aparece en estado libre en la naturaleza y por lo tanto se debe extraer de fuentes naturales como el agua, el gas natural, la biomasa, de residuos de restos fósiles y hasta de la combinación entre estos. “Cuando el hidrógeno se toma del agua no hay productos secundarios ni tóxicos de ningún tipo que puedan producirse en este proceso, esto vuelve al hidrógeno no sólo un combustible muy eficiente, sino también un combustible limpio”, señaló.

El doctor Ernesto Flores, comentó que las Celdas de Combustible Polimérica o tipo PEM, son el mejor ejemplo de sistemas eficientes de producción de energía a partir de fuentes limpias y renovables; producen carga eléctrica y generan como subproducto H2O, esta agua además puede volver a ser separada por electrolisis para obtener Hidrógeno y oxígeno, y así poder realimentar a la celda, creándose así un circuito infinito virtuoso.

Las Celdas de Combustible Polimérica (CCP) se clasifican en dos subgrupos; las celdas de combustible de metanol (alcohol) directo y las basadas en Hidrógeno, ambas con tecnología PEM (por sus siglas en inglés: Proton Exchange Membrane).

Las celdas de metanol presentan una cinética anódica lenta, un alto crossover (Factor de difusión) y por otro lado, tienen ventajas de almacenamiento y disponibilidad de combustible lo que las hace ideales para aplicaciones de baja potencia en dispositivos portátiles, en cambio las celdas basadas a Hidrógeno trabajan con altas densidades de corriente y presentan una alta eficiencia energética, lo que las vuelve potencialmente en un remplazo de motores de combustión interna en automóviles, sin embargo, su mayor problema es que presentan una cinética catódica lenta.

Ambos sistemas como dispositivos electroquímicos que convierten la energía química directamente en electricidad presentan algunas características intrínsecas que son muy atractivas, la más importante tal vez sea su capacidad de alcanzar altas eficiencias a temperaturas menores de 100 °C. La conversión energética teórica puede alcanzar hasta un 83% para una celda de combustible, convirtiendo directamente hidrógeno o metanol en potencia eléctrica a las temperaturas típicas de operación.

Por otro lado, la eficiencia de conversión energética en diferentes sistemas varía desde el 20% hasta el 50%, como es el caso de turbinas de gas a altas temperaturas. Una celda de combustible funcionando a temperatura ambiente, silenciosa, con alta eficiencia independientemente del tamaño, una mejor opción para el transporte y equipos portátiles en los cuales un “rápido arranque en frio” es bien apreciado, explicó.

Este tipo de tecnología no sólo es amigable con el ambiente, también lo es con la economía, “imaginen un escenario en donde haya autos con celdas de este tipo en donde sólo fuera necesario cargar una sola vez hidrógeno (combustible) y nunca más volver a gastar en combustible, pues ese es el alcance real de esta tecnología”, comentó. 

Por lo anterior, y de acuerdo con el doctor Ernesto Flores, los retos más importantes en el campo de los energéticos son la generación de energías limpias y en el campo económico, la conversión de energía mediante la reutilización de subproductos generados por otros combustibles, principalmente los de origen fósil.

“La tecnología del hidrógeno ya es una realidad en el presente. No existen barreras que no se puedan superar por el conocimiento científico; los únicos obstáculos reales que debe superar esta tecnología son aquellos relacionados al cambio de la mentalidad de las personas que dirigen los países y las personas que toman las decisiones en los mismos”, concluyó.