En el transcurso del presente siglo, el hidrógeno se ha posicionado como uno de los pilares fundamentales en la transición energética. Entre las principales fuentes que poseemos de este elemento destaca una que, entre sus múltiples ventajas, nos ofrece un subproducto muy valorado en la actualidad: el carbono puro. En las siguientes líneas te explicamos en qué consiste el hidrógeno turquesa y cómo promete ayudarnos a disminuir nuestra huella de carbono.
El hidrógeno (H) no es cualquier elemento químico; ¡es el más abundante del universo! Por ejemplo, este representa alrededor del 70% de la masa del sol y más de las ¾ partes de Júpiter. En nuestra tierra, por ser un astro rocoso, el hidrógeno se presenta en menos proporción, aunque aun así resulta vital para el desarrollo de la vida. Basta indicar que representa alrededor del 10% de la masa del cuerpo humano.
En nuestro planeta, salvo algunas pocas excepciones, el hidrógeno no se encuentra en estado puro. Lo hallamos generalmente combinado con el oxígeno (formando agua) o con el carbono (en compuestos orgánicos). De hecho, nuestros combustibles fósiles son hidrocarburos, es decir, combinaciones químicas de hidrógeno y carbono.
Cuando producimos hidrógeno puro a partir de la descomposición del agua y empleando energía procedente de fuentes renovables, llamamos al resultado hidrógeno verde. Si lo explotamos de algunos yacimientos geológicos, lo denominamos hidrógeno blanco. Por otra parte, el hidrógeno gris es aquel que obtenemos usando como fuente algunos hidrocarburos y liberando en el camino gases de efecto invernadero.
¿Qué es el hidrógeno turquesa?
En nuestra búsqueda de fuentes energéticas limpias, se ha propuesto una nueva forma de producir hidrógeno. Al igual que en el caso del hidrógeno gris, se emplea el hidrocarburo metano (CH4) como fuente. Mediante un proceso denominado pirólisis, cada molécula de metano se descompone en dos moléculas de hidrógeno gaseoso (H2) y cuatro de carbono sólido. De esta forma se produce el llamado hidrógeno turquesa.
La diferencia entre el hidrógeno gris y el hidrógeno turquesa es notable, a pesar de que ambos emplean un hidrocarburo como materia prima. El residuo principal del primero es el dióxido de carbono (CO2), que es un gas de efecto invernadero. En cambio, el residuo del segundo es carbono sólido, un material inerte. De hecho, el residuo es el negro de humo o el grafito que se emplean como materia prima para diversos productos.
El principal uso del negro humo es en la industria de los neumáticos y en la fabricación de suelas de los calzados y correas transportadoras. Por otra parte, el grafito es una materia indispensable en la metalurgia, la electrónica y como lubricante.
La pirólisis, el talón de Aquiles del hidrógeno turquesa
Producir la pirólisis del metano a escala industrial es el principal desafío que enfrenta el hidrógeno turquesa. El proceso requiere que el metano se introduzca en un reactor libre de oxígeno y se caliente a una temperatura elevada (800 °C a 1400 °C). Por ahora, no existe un reactor lo suficientemente confiable y de costos operativos adecuados para hacer este combustible rentable.
Las plantas piloto de hidrógeno turquesa construidas con fines de investigación emplean diferentes tipos de reactores para evaluar las diferentes tecnologías que se pueden aplicar. Así, hay plantas con reactores de lecho fluidizado, de plasma o de metal líquido.
También se investiga la pirólisis catalítica, que usa catalizadores metálicos (como níquel, hierro o cobalto) para bajar la temperatura de reacción. Este camino es prometedor, ya que permitiría la creación de reactores que pudiesen fácilmente aprovechar el metano generado por la descomposición de la materia orgánica generada en las actividades agropecuarias.
Empresas europeas, tales como la española Ebara, están a la cabeza en la investigación sobre la producción del hidrógeno turquesa. Es posible que en los próximos años cosechemos los frutos de sus esfuerzos, y tengamos a mano una alternativa más limpia para producir hidrógeno. Y adicionalmente, una economía circular que permita dar uso pleno al carbono metálico que se obtiene como subproducto.
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