Para obtener hidrógeno puro, es necesario extraerlo de los compuestos en los que se encuentra formando parte o combinado, principalmente el agua, los combustibles fósiles y la materia orgánica (biomasa).
A PARTIR DEL AGUA: ELECTROLISIS
Mediante la electrolisis, el agua se descompone para formar hidrógeno y oxígeno (1). Como puede observarse, en esta reacción se necesita un aporte energético (DH positiva), que será suministrado mediante energía eléctrica. El mecanismo de electrolisis es el siguiente: en una célula electroquímica hay dos electrodos (cátodo y ánodo) unidos por un medio conductor formado por iones H+ (protones) disueltos en agua. El paso de corriente eléctrica entre cátodo y ánodo hace que el agua se disocie, formándose hidrógeno en el cátodo y oxígeno en el ánodo.
A PARTIR DE COMBUSTIBLES FÓSILES
Como se ha dicho anteriormente, los combustibles fósiles son “portadores de hidrógeno”, porque lo contienen en su molécula. Para obtenerlo como gas hidrógeno, bastaría con hacerlos reaccionar con agua utilizando un catalizador* para facilitar la reacción. Este proceso químico se denomina “reformado* con vapor de agua” y requiere aporte de energía porque es un proceso endotérmico, en el que se obtienen como productos principales hidrógeno (H2) y monóxido de carbono (CO).
Para obtener una corriente de hidrógeno puro es preciso llevar a cabo una serie de reacciones posteriores, como la reacción de desplazamiento del gas de agua, en la que el monóxido de carbono reacciona con agua para formar dióxido de carbono e hidrógeno. Para la última etapa de purificación se pueden utilizar tanto procesos químicos (oxidación selectiva), como físicos (separación por adsorción, métodos criogénicos, membranas de paladio), en función de la aplicación final en la que vaya a utilizarse el hidrógeno y el nivel de pureza que se necesite.
A PARTIR DE BIOMASA
La biomasa es materia que proviene de los seres vivos, tanto vegetales (residuos forestales, agrícolas, cultivos energéticos…), como animales (purines, vísceras…) en la que abundan los compuestos hidrogenados. Cuando el tratamiento de la biomasa da lugar a la formación de gas, a este producto se le denomina biogás (proceso bioquímico), o bien, gas de gasificación o gas de síntesis (H2 y CO2) (proceso termoquímico).
Otros tratamientos de la biomasa dan lugar a la obtención de biocarburantes líquidos que pueden utilizarse también posteriormente como combustibles para la producción de H2 más fácilmente transportables: es el caso del bioetanol o el biodiesel.
En todos los casos, junto con el hidrógeno se obtiene también dióxido de carbono pero, a diferencia de lo que ocurre con los combustibles fósiles, no supone un aumento de emisiones a la atmósfera, ya que forma parte del ecosistema, debido a que ha sido previamente fijado por la planta en el proceso de fotosíntesis.
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