Instituto Rosalía de Castro
Alumnos:
  • Roi Blanco Villaverde
  • Leo García Carreira
  • María Viana Vázquez
Profesores:
  • Marina Pardal

Desde finales del siglo XlX la humanidad ha intentado encontrar un sustituto al carbón y, más tarde, al petróleo. Además, la importancia de hacerlo aumentó cuando se descubrió el impacto medioambiental de estos recursos. Ahora podríamos tener una solución: el hidrógeno. Así lo cree Alexandra Dubini, investigadora de la Universidad de Córdoba sobre la producción de este gas con algas: «Vamos a reducir la producción de CO₂ y luego las consecuencias del cambio climático usando más hidrógeno verde».

Algas y fotocatálisis: Aliados

Como es sabido, el hidrógeno es un gas que está completamente presente en nuestra vida, formando parte del agua y de la atmósfera. Tal y como afirma Fernando Guédan, director de las Hydrogen Technologies de Repsol, «el hidrógeno es el elemento más abundante en todo el universo, principalmente porque se encuentra en las estrellas y en los planetas gaseosos». Pero, ¿se puede producir de forma ecológica? Tal y como explica Josep Albero, experto en fotocatálisis e investigador de usos del hidrógeno en la Universidad Politécnica de Valencia – CSIC, «la fotocatálisis se alimenta de la luz solar, que no requiere el aporte de otro tipo de energías renovables; simplemente se coge la luz solar y esos fotones se convierten en electrones para llevar a cabo las reacciones químicas».

Por otro lado, la llamada producción verde podría llegar a ser una forma de generar energía en un planeta diferente, como Marte, mediante las algas, según propone Alexandra Dubini: «Nuestro objetivo era comprobar si ellas podían sobrevivir en el espacio, pero esta vez sin luz, porque allí no hay tanta iluminación, sabiendo que estas producen hidrógeno mediante fermentación sin luminosidad, y ver si allí este se podría usar como tipo de energía».

Alexandra Dubini en su laboratorio de la Universidad de Córdoba.

Haciendo hincapié en la fotocatálisis, esta contiene todo lo que se necesita para producir hidrógeno de forma sostenible, ya que para realizar este proceso solo se necesita agua, un recurso natural casi ilimitado, y luz solar, que no tiene fecha de caducidad, puesto que esta proviene del Sol. Por último, para producir hidrógeno mediante este método se precisa un catalizador; por ejemplo, polvo de titanio, el cual es fácilmente accesible y un material muy abundante en la tierra. Explica este proceso de una forma muy sencilla Josep Albero, quien señala que «la fotocatálisis se basa, normalmente, en materiales semiconductores que absorben luz en la región del espectro solar. Esto hace que los componentes ganen energía. Al absorberla, ellos aumentan su energía y la tienen que disipar de alguna manera, haciendo que se convierta en energía química. Esta nos da electrones y con ellos podemos ejecutar las reacciones de reducción y oxidación. El agua, por un lado, la reducimos a oxígeno, pero también oxidamos el oxígeno».

Por otro lado, la producción de hidrógeno mediante algas sería otra forma de adquirir este gas de forma eficiente y sin contaminar, ya que para obtenerlo a través de este método solo es necesario disponer de los organismos que puedan generarlo. Además, se precisa de un contenedor, también llamado medio de cultivo, donde se puedan albergar las algas durante toda su vida útil. Por último, no deben estar expuestas a una alta iluminación, puesto que, según Alexandra Dubini, «solamente con baja luz y un medio de cultivo normal somos capaces de producir aún más hidrógeno».

El hidrógeno como posible motor del futuro

El hidrógeno podría tener diversos usos y aplicaciones, pero, ahora mismo, todavía está en una etapa temprana de desarrollo, tal y como explica Fernando Guédan: «Son tecnologías complicadas y muy caras, no son rentables económicamente y en las que entrar no es fácil porque al final es un desembolso de dinero y necesita mucho desarrollo y precisa la colaboración de diferentes entidades».

Sin embargo, se utiliza principalmente como materia prima, usándolo como elemento en otros procesos, como hacen en las refinerías y las plantas de fertilizantes, para la obtención de energía, para alimentar vehículos, en la elevación de globos meteorológicos o en el transporte terrestre, aéreo y marítimo. Aunque, según Guedán, «hay que destacar que es una tecnología que para el uso en vehículos está menos desarrollada». Sin embargo, hay un gran número de proyectos pioneros en muchos ámbitos.

Producción de hidrógeno renovable por fotoelectrocatálisis en el Repsol Tecnology Lab2 de Móstoles (Madrid). / CEDIDA (REPSOL)

En cuanto a los vehículos que tienen como combustible el hidrógeno, un motor es aquello que lleva a cabo la combustión del gas, genera una reacción química de combustión, libera energía y se utiliza esa energía. «En cambio, la pila lo que hace es coger el hidrógeno, lo combina con el oxígeno y genera una corriente eléctrica», explica Fernando Guedan. La pila de combustible lo que hace es una reacción química: cogemos hidrógeno y oxígeno y lo combinamos formando agua. En esa reacción química liberamos electricidad, generamos una corriente eléctrica. Al generar esa corriente eléctrica, funciona igual que una pila y lo puedes emplear para alimentar lo que quieras. Y ya no serían motores, sino que serían pilas, «pues al generar esa electricidad podrías conectarlo a un motor eléctrico y hacer funcionar el coche», según Guedan.

Un futuro incierto y lleno de desafíos

En la actualidad se está investigando para poder conocer el hidrógeno a fondo y tener un mayor control sobre él, tal y como afirma Alexandra Dubini: «Trabajamos con un pequeño volumen para entender lo que pasa y para mejorar la producción de hidrógeno». Además, uno de los mayores objetivos es poder modificar la infraestructura actual para que también se pueda usar con este gas. Así lo piensa Fernando Guédan: «El problema, o reto, es adaptar la tecnología actual a este nuevo gas que tiene un comportamiento un poco más complicado».

El desafío más destacable tiene relación con la rentabilidad del proceso, que, hoy en día, no llega a la de otros combustibles más populares, como cree Josep Albero: «El principal problema hoy en día sería más económico, ya que como los rendimientos para obtenerlo son tan bajos, no es competitivo con la tecnología actual».

Otros retos que también influyen en la rentabilidad, tienen relación con su transporte. Como se trata de un gas con una densidad muy baja, el espacio necesario para almacenarlo es muy grande. Para solucionarlo, se somete al hidrógeno a presiones muy altas para poder comprimirlo y que ocupe menos espacio. Así lo explica Guedán: «Una de las claves de este punto va a ser el desarrollo o la actualización de una infraestructura de hidrógeno por bielas de tuberías, en principio como ahora tenemos el gas natural». Otras soluciones, por el contrario, sugieren un sistema donde se produciría a nivel local y se podría usar la energía producida, como opina Dubini: «Si tienes un equipamiento que puede usar este gas, lo tendrías en tu casa a pequeña escala, pero que es suficiente para tener, por ejemplo, luz en una vivienda y eso sería un objetivo muy bonito: trabajar en algo que todo el mundo puede usar a nivel local».

Todo esto está estrechamente relacionado con los posibles peligros, que muchos expertos señalan como uno de los principales inconvenientes para el uso del hidrógeno. A pesar de esto, Fernando Guedán señala que «el hidrógeno tiene una mala fama de la seguridad que a día de hoy aún no se ha ganado». Estas preocupaciones se deben a que es un compuesto muy reactivo, algo que agravan las grandes presiones a las que se somete, por lo que una fuga podría resultar en un catastrófico accidente. Así lo explica este investigador: «El hidrógeno es incoloro e inodoro, es decir, que no lo podemos ver ni oler; no te vas a dar cuenta si hay una fuga. Otro riesgo que es importante es que la llama no es visible, por lo que, si hay una, no vas a poder verla».

En resumen, este gas es una gran alternativa para sustituir los combustibles fósiles, aunque aún está en una fase de desarrollo inicial, tal y como afirma Fernando Guedán: «A día de hoy, la tecnología de hidrógeno todavía está en una etapa muy temprana». Por lo tanto, se debe seguir trabajando e investigando para poder utilizarlo en el día a día y para poder solventar los impedimentos que tiene esta tecnología en la actualidad. Por otro lado, el hidrógeno no solo se usará para producir energía directamente, sino también para producir otros combustibles. Así lo cree Josep Albero: «Se va a generar hidrógeno no principalmente para quemarlo y usar energías, sino para producir otro tipo de combustibles químicos que actualmente se producían a partir del petróleo. Y este gas se podrá combinar, por ejemplo, con CO₂ para la obtención de polímeros». Además, esta energía limpia, combinada con otras energías renovables, tiene potencial para convertirse en un factor diferencial en las próximas décadas.

Reportaje realizado con la colaboración de

Iago Andrade Maneiro

Carolina Calviño Franco

Sandra Díaz Martín

Celia El Madidi Iglesias

Gabriel Hermo Fernández

Mario Marra Quelle

Olivia Oreiro Otero

Román Quintáns Rial

Diego Rodríguez-Moldes Ocón

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