
Hidrogen
Introducció
​
L'hidrogen és l'element més petit de la taula periòdica, en condicions normals de temperatura i pressió és incolor i inolor i tampoc tòxic però si en canvi és inflamable. Té unes propietats concretes que el fan molt especial que es veuran a continuació. Però sabem que el hidrogen no es troba en estat natural directament per ser utilitzat com a combustible.
​
L'hidrogen resulta tant interessant degut a que gràcies a la seva simplicitat i a que es troba abundanment. Però sobretot gràcies a que en aquesta revolució verda que vivím actualment pot ser molt positiu ja que si es tracta de manera correcta del seu aprofitament podriam tenir com a resultat aigua destilada.
​
Fonts de producció del hidrogen
​
Gama de colors de l'hidrogen
​
Trobem una gama de colors de l'hidrogen segons la font d'obtenció que fa referència a la contaminació que genera la producció d'aquell hidrogen així com de la seva petjada ecològica.
​
-
Hidrogen gris: Prové de fonts fòssils no renovables, com per exemple del gas natural, és el més barat encara que es preveu un augment donat a que s'hauran de pagar drets d'emmisions de CO2 en la seva producció.
-
Hidogen blau: S'obté a partir d'hidrocarbus però s'efectua una captura d'emissions contaminants, es produeix en molts casos en fonts de gas natural.
-
Hidrogen verd: s'obtè per electròlisis de l'aigua mitjançant energies renovables o a partir d'un biogas, encara que té un preu més elevat que la resta aquest pot anar disminuint-se donat a que el preu de les renovables i de les electrolitzadores baixi.
Maneres de producció d'hidrogen:​
​
Podem obtenir el hidrogen de diferents fonts i per diferents procesos. Sobretot com ve sabem el inportant es que la font d'obtenció del hidrogen es faci mitjançant fonts renovables, que és el que anomenem com "hidrogen verd". Com observem en la seguent taula, el hidrogen pot ser obtingut de maneres diferents.
​
Principalment, trobem com a formes més netes:
-
Termólisi: consisteix en dividir la molécula de aigua (H2O) es a dir hidrogen i oxigen mitjaçant energí tèrmica. Aquestes fonts poden ser a través de les energies renovables i seria d'un impacte positiu.
-
Electròlisi: consisteix en dividir la molècula d'aigua (H2O) es a dir hidrogen i oxigen mitjaçant energí elèctrica.
-
Reformat i gasificació: Amb reaccions químiques alliberar hidrogen de combustibles fòssils, l'inconvenient més gran es que aquest procés llibera CO2 i prové d'una font esgotable.
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
Emmagatzematge
Com veiem, l'hidrogen es un molt bon combustible, tant per que es pot obtenir de manera verda i sense deixar residus derivats del seu ús. És molt bo en el emmagatzemament d'energia ja que també té una alta densitat energètica per unitat de massa que els combustibles més comunament utilitzats, el problema es que ocupa un gran volum.
​
Formes d'emmagatzemament:
​
Gas comprimit: es tracta d'emmagatzemar l'hidrogen a pressions de al voltant dels 700 bar. Encara que el que més sovint es troba és l'emmagatzematge a 200 bars.
​
Hidrogen líquid: per d'emmagatzemament en estat liquid cal que hagi bauixes temperatures i per tant un aïllament superior al normal.Per tant el cost pot augmentar.
​
Avui en dia es troba en fase de desenvolupament altres formes d'emmagatzegament i amb cost molt supurior com poden ser:
-
Hidrurs metàlics
-
Hidrurs químics
-
Estructures de carboni
​
Aplicacions del hidrogen:
​
Durant molts anys s'ha utilitzat de diferents formes i per diferents utilitats, alimentació, metal,química...
Actualment es produeixen 50 milions de tones l'any, però s'espera que la producció s'incrementi en els propers anys.
​
Hidrogen en el transport:
​
Com coneixem pot ser utilitzat com a combustible directe, o per generar electricitat mitjançant piles de combustible.
​
L' aspecte destacable del hidrogen és que gràcies a la seva composició,quan allibera energia només emiteix vapor d'aigua, per el que l'impacte ambiental es pràcticament inapreciable.
​
El vehicles de combustió interna d'hidrogen tenen un rendiment superior als de gasolina, hi a més a més no emiteixen CO2 i altres gassos tòxics o d'efecte hivernacle.
​
En el transport el problema més gran que trobem es que l'infrastructura és pràcticament inexistent, però ja es comercialitzen models amb aquests tecnologies i l'hidrogen pretén ser el combustible intermediari entre la generació d'energia renovable i l'usuari, així superant diferents problemes com l'electrificació en el trasnport. Les hidrogeneres poden obtenir l'hidrogen per electròlisi de l'aigua amb l'energia elèctrica renovable excedent provinent dels parcs eòlics o els panells solars instal·lats com coberta d'un pàrquing públic.
​
​
​
​
​
​
​

Font: CNH

Font: BMW.com
Funcionament pila d'hidrogen:
Funcionament pila d'hidrogen
​
Dins de la pila d'hidrogen trobem el càtode, l'ànode i l'electroloit, al passar hidrogen H2 que tenim emmagatzemat per dins la pila reacciona amb l'oxigen O2 que aportem des de l'aire i passa una reacció química en el que tenim dos resultats H2O "que serà l'emissió que farà" i crea electricitat, que és amb la que s'aprofita per donar la potència al motor.
​
​

Font: AJUSA.com
Hidrogen i el futur:
​
Podem pensar que és un clau competidor en el sector energètic sostenible que ens ve en el futur, sembla ser que té moltes propietats que han quedat,més que demostrades i aplicacions vàries. En el tema del transport encara faltaria una gran infraestructura que millores el sistema. En quant l'obtenció de l'hidrogen verd és molt positiu per al medi ambient i obtenim una gran font d'energia. També, hem pogut saber que si l'hidrogen verd es crea mitjançant purins, fangs de depuradora... s'eliminen diferents problemes a l'hora donat que eliminem aquest residus contaminants i els transformem en energia.
Per tant, es veu un gran futur per endavant al hidrogen i totalment compatible amb una electrificació, que potser, part d'aquesta es dongui per ajuda de l'hidrogen.
​
​
​
Imatge d'obtenció d'hidrogen mitjançant purins i residus orgànics:
