A medida que el mundo intenta liberarse de las garras de los combustibles fósiles, los científicos buscan rápidamente alternativas viables que puedan llevarnos a un futuro más verde. Uno de estos combustibles alternativos es el hidrógeno.
El hidrógeno es uno de los componentes básicos de la vida orgánica junto con el carbono, sin embargo, el hidrógeno elemental puro es difícil de conseguir: solo está presente en la atmósfera en alrededor de 0.6 partes por millón. Por lo tanto, la fabricación de hidrógeno a escala industrial es necesaria para que sea una opción práctica.
Entonces, ¿cuáles son las diferentes fuentes y métodos de producción de hidrógeno? Siga leyendo para averiguarlo.
Una vez aislado, el hidrógeno es muy prometedor como fuente de combustible para motores de combustión, pilas de combustible y como alternativa a la calefacción de gas natural.
Si bien el hidrógeno es un gas incoloro, la discusión sobre el hidrógeno diatómico se ha codificado por colores para distinguir fácilmente entre diferentes fuentes y procesos de producción. No están definidos formalmente, pero son una nomenclatura útil cuando se trata de comprender la sostenibilidad en la industria.
El hidrógeno gris es el método de producción más común en la actualidad y representa casi el 50% del hidrógeno total fabricado. Este proceso toma gas natural, es decir, metano, y lo hace reaccionar con agua en un proceso llamado reformado de metano con vapor. Esta reacción produce hidrógeno gaseoso y monóxido de carbono, el último de los cuales es tóxico, por lo que luego reacciona con agua para producir hidrógeno y dióxido de carbono a través de la reacción de cambio agua-gas.
Este proceso consume mucha energía para mantener un ambiente de alta temperatura, además también produce cantidades significativas de dióxido de carbono (5-6 toneladas por cada tonelada de gas de hidrógeno producido).
El hidrógeno marrón y negro se refiere al que se extrae del carbón marrón y negro. El carbón se calienta con vapor y oxígeno en un proceso llamado gasificación del carbón y se oxida parcialmente para producir dióxido de carbono, monóxido de carbono, agua y gas hidrógeno. El monóxido de carbono puede reaccionar aún más para reducir los subproductos tóxicos.
Este método de producción de hidrógeno es exactamente el mismo que gris, marrón y negro, y se refiere a cualquier hidrógeno producido a partir de materias primas de combustibles fósiles. Sin embargo, el dióxido de carbono producido en la reacción se captura para evitar su liberación a la atmósfera y reducir el impacto a los efectos del cambio climático. Puede almacenarse bajo tierra (con la esperanza de que vuelva a convertirse en combustible fósil) o reutilizarse para otros procesos industriales.
El hidrógeno verde se refiere con mayor frecuencia al proceso de fabricación de hidrógeno a través de la división electrolítica del agua, donde la electricidad proviene de energía estrictamente renovable. Este proceso utiliza electricidad para descomponer el agua en gases de hidrógeno y oxígeno, mediante procesos de oxidación y reducción.
El hidrógeno verde también puede referirse de manera más amplia a cualquier forma renovable de producción de hidrógeno, incluida la gasificación o la reformación con vapor de biomasa y biocombustibles, a diferencia de los combustibles fósiles.
Tal como está actualmente, solo alrededor del 4% del hidrógeno producido industrialmente proviene de la electrólisis, con un porcentaje aún menor producido a través de fuentes de electricidad puramente renovables. Esto se debe principalmente a que la división del agua no es un proceso económico, pero a medida que se vuelve más común, este costo será comparable al del gas y el petróleo.
El hidrógeno amarillo es una forma menos específica de hidrógeno verde, ya que se usa para describir la división del agua a través de la electrólisis usando cualquier fuente de electricidad. A veces se usa para especificar la electrólisis con energía solar, pero también puede incluir otras fuentes de energía eléctrica como el viento, la hidroelectricidad o la quema de combustibles fósiles.
También conocido como hidrógeno rosa o rojo, este es nuevamente un proceso hidrolítico para crear hidrógeno a partir de la división del agua. Sin embargo, esto se refiere específicamente a la electricidad que se produce a través de la fisión nuclear en las centrales nucleares. Si bien no emite gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono, existen otros impactos ambientales asociados con los desechos nucleares.
Al igual que el hidrógeno gris, este método utiliza gas natural como materia prima. Sin embargo, en lugar de reformarlo con vapor, el metano se calienta para que se descomponga térmicamente en hidrógeno gaseoso y carbono sólido (a diferencia del dióxido de carbono). Esto es respetuoso con el medio ambiente con respecto a las emisiones de gases de efecto invernadero, sin embargo, la cantidad de energía necesaria para calentar el metano lo suficiente como para que se descomponga (poco más de 1000 °C) no es insignificante.
Este es uno de los colores menos conocidos del hidrógeno, en referencia al raro hidrógeno geológico natural. Esto generalmente se extrae como un subproducto de la refinación de combustibles fósiles.
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