Un paso adelante hacia la producción de hidrógeno barato

Una enzima, proveniente de un microbio, puede producir hidrógeno de forma más rápida y barata, mostró un grupo de científicos.

El hidrógeno es considerado vital para los futuros sistemas de energía, pero un problema importante ha sido lograr la extracción de hidrógeno del agua de una forma lo suficientemente rápida y barata como para que sea viable.

La nueva investigación, publicada en la revista Science, da un paso más hacia esa meta, evitando el uso de químicos raros y costosos.
El hidrógeno puede ser producido a partir de agua donde quiera que haya electricidad, incluso en casa. Y con una pila de combustible este proceso puede ser invertido y generar electricidad, con el agua como el subproducto benigno.
Si la electricidad viene de una fuente local de energía renovable, como una granja eólica o una serie de celdas solares, esto significa que es posible almacenar y transportar energía limpia hasta que sea necesaria.

Convertir la energía eléctrica en energía química en forma de hidrógeno, y luego liberarlo otra vez según la demanda, es la clave de todo futuro que considere el hidrógeno como solución.
Se necesitan pilas de combustible como catalizador para acelerar las reacciones químicas que transforman el hidrógeno en agua y electricidad. El platino es muy bueno para esto, pero es muy raro y caro.
Algunos microbios, sin embargo, saben desde hace miles de millones de años cómo producir enzimas que puedan hacer el trabajo, usando elementos baratos y abundantes como el níquel y el hierro.
Estas enzimas naturales son difíciles de obtener y no sobreviven fuera de los microbios. Pero ahora, los investigadores consiguieron producir una versión sintética de estas enzimas.
Esta enzima sintética tiene un rendimiento sorprendente. Es 10 veces más rápida que una enzima natural y consigue producir 100.000 moléculas de gas de hidrógeno por segundo.

Viabilidad en el mundo real

"Un catalizador basado en níquel es realmente muy rápido", refiere el coautor del estudio Morris Bullock, del Pacific Northwest National Laboratory, en Washington.
Pese a que es rápido, actualmente el proceso consume demasiada electricidad como para que sea viable en aplicaciones de la vida real.
Pero los autores señalan que "estos resultados destacan la gran promesa que los catalizadores moleculares representan para la producción de hidrógeno".
"Uno de los puntos positivos cuando hablamos de hidrógeno es que es un vector de energía versátil y puede ser generado a partir de varias fuentes de energía como el viento, el sol o la biomasa", indica Gavin Walker, profesor de la Universidad de Nottingham, quien no estuvo involucrado en el estudio.
¿Pero, se podrá realizar este proceso de forma eficiente? ¿Y cuánto costará? Por eso este es un descubrimiento importante, visto desde el punto de vista de las alternativas baratas para catalizadores"
"Si nos podemos dirigirnos al uso de níquel y hierro, será mucho más económico. Esto llevará a la producción de hidrógeno barato".

Impulso para los futuros coches de hidrógeno en EE UU

Fuente: El Pais.

Los vehículos con motores avanzados de combustión, los biocombustibles y los coches eléctricos de enchufar a la red eléctrica para cargar las baterías, se vislumbran como opciones útiles a corto plazo para reducir el consumo de petróleo y la contaminación, y hacia ellas se ha orientado últimamente el esfuerzo estadounidense en el sector. Pero también es necesario continuar desarrollando la tecnología de las pilas de combustible, de hidrógeno, aunque haya que esperar algo más para verlas aplicadas en los coches. Esta es la recomendación recogida en el último informe del Consejo Nacional de Investigación (NRC, en sus siglas en inglés) estadounidense.
FreedomCar, entidad de colaboración entre el Departamento de Energía de EE UU y diversos sectores industriales del sector venían apoyando el desarrollo de la tecnología del hidrógeno como alternativa limpia y muy eficiente para los vehículos, explica un comunicado del NRC. Pero el año pasado dicha entidad cambió de orientación, optando por alternativas a más corto plazo para reducir el consumo de petróleo. "Aunque es importante trabajar en tecnologías de utilización próxima, es igualmente importante desarrollar investigaciones de alto riesgo en áreas como el hidrógeno, que no se emprenderán en el sector privado, especialmente con la economía aún recuperándose", ha declarado el presidente del comité que ha elaborado el informe, Vernon P. Roan (Universidad de Florida).
El informe evalúa las opciones tecnológicas en este sector y hace varias recomendaciones. Define como "claramente importantes" los motores de combustión avanzado, "que dominarán el mercado durante muchos años o incluso décadas". Los biocombustibles y los motores correspondientes, así como las instalaciones de generación y distribución eléctrica para vehículos híbridos y eléctricos también deben ser apoyadas, avanzando a la vez en la evaluación de la seguridad durante la operación de estos vehículos y durante la carga de baterías. Además hay que poner en marcha programas de investigación de reciclado de dichas baterías.
Pero las células de combustible y las tecnologías del hidrógeno asociadas merecen especial atención por parte de los expertos del NRC. Pese a que se han producido avances significativos en su funcionamiento y se ha rebajado su coste, ninguna tecnología de este tipo ha sido hasta ahora capaz de alcanzar los objetivos establecidos. El almacenamiento del hidrógeno es uno de los componentes más críticos que hay que optimizar para que las células de combustible lleguen a la locomoción. Un claro objetivo es desarrollar un vehículo que pueda hacer 500 kilómetros entre recargas. También hay que avanzar en métodos de producción de hidrógeno a bajo coste, de distribución y de almacenamiento. Además, afirman los expertos, es necesario definir la vía más efectiva para reducir el peso de los coches híbridos y de pilas de combustible en un 50%.

Investigadores taiwaneses crean cargador para celulares que utiliza hidrógeno

Fuente: El Tiempo.

El dispositivo permite recargar la batería de un teléfono móvil en solo dos horas, sin necesidad de que el aparato sea conectado a la corriente.

El equipo fue desarrollado por científicos del Instituto de Investigación Tecnológica de la ciudad taiwanesa de Hsinchu, quienes destacaron el hecho de que "el hidrógeno es un material reciclable, por lo que el aparato protege el medio ambiente y consume energía de manera más eficiente.

En su opinión, se espera que los dispositivos que utilizan hidrógeno puedan remplazar por completo en el 2012 los actuales sistemas de recarga que utilizan los celulares.

La razón para que Taiwán les apunte con tanta firmeza a este tipo de iniciativas radica en que le urge desarrollar nuevos tipos de fuentes de energía, teniendo en cuenta que ese país importa cerca del 98 por ciento de la energía que consumen sus habitantes.

Auto de hidrógeno a muchas manos

Fuente: BBC Mundo.

Los fabricantes del Riversimple Hydrogen -el automóvil ligero propulsado por hidrógeno y presentado en Londres- publicarán en internet los detalles del proyecto con el objetivo de que cualquier persona o compañía pueda elaborar sus propias versiones.

Por medio de los diseños de código abierto se espera que productores locales mejoren la calidad del vehículo y que luego las modificaciones puedan registrarse y sigan circulando en lo que se ha dado en llamar una "red de fabricantes", según informa el periodista de la BBC Jason Palmer.

Se estima que de esa manera los diseños podrán ajustarse a las características específicas de cada mercado y utilizarse piezas o materiales locales.

La compañía británica Riversimple, fundada por el ex piloto de carreras Hugo Spowers quien concibió la idea del auto en 1999, dotará de los planos de ingeniería del vehículo al grupo 40 Fires Foundation -una organización sin fines de lucro dedicada al desarrollo de coches de alta eficiencia energética- para que coloque los diseños al alcance de todos los interesados.

Según Riverside, esto estimulará el desarrollo de una producción local del vehículo en pequeñas plantas, lo cual contrasta con lo que se ha dado en llamar "economía de la escala" que potencia las grandes fábricas con fuerzas de trabajo voluminosas.

"Ultracapacitador"

El vehículo de hidrógeno es -como lo describe Palmer- una amalgama de diseños automotrices con ideas altamente eficientes.

Con la expectativa de rendimiento de 106 kilómetros por litro, el carro está construido con materiales ligeros, puede alcanzar 80 kilómetros por hora y cuenta con una batería de seis kilovatios que alimenta a los motores eléctricos en cada una de las cuatro ruedas.

La solución ideada por Riverside es alimentar el auto mediante un "ultracapacitador", que acopia una gran cantidad de carga eléctrica y es capaz de liberarla casi instantáneamente y así proveer la energía necesaria para acelerar.

Aunque Spowers estima que está cerca de colocar en el mercado "un automóvil de batería de combustible viable comercialmente" todavía existe el reto de comenzar a desarrollar una infraestructura para el suministro de ese combustible.

Red urbana

Los fabricantes esperan iniciar la producción del auto para 2013.

Sin embargo, el año próximo se pretende presentar diez modelos en una ciudad británica cuyo nombre no ha trascendido.

La compañía Riverside llegó a un acuerdo con la empresa de suministro de gas BOC para instalar estaciones de servicio de hidrógenos en esa ciudad.

Los planes para el futuro incluyen establecer un punto de suministro de hidrógeno y presentar medio centenar de vehículos en varias localidades británicas.

En palabras de Spowers, "cada ciudad, una por una, puede construir una infraestructura urbana de uso del hidrógeno y a partir de ahí construir una infraestructura a nivel nacional".

Se ensaya en Estados Unidos una locomotora de hidrógeno

Fuente: Via Libre.

La propulsión por célula de hidrógeno como sustitutivo de los motores de combustión interna diésel o de encendido por chispa ( los motores de gasolina habituales en la automoción ) viene siendo aplicada experimentalmente en los automóviles desde hace años. Se habla del hidrógeno como el combustible del futuro, aunque exista cierto escepcticismo en torno a ello.

Sin embargo, la pila de combustible es objeto de continuado desarrollo y estudio por empresas tan importantes como Daimler- Benz, Toyota, Ford, General Motors, Citroën, Volkswagen, etc. consiguiéndose avances tanto en rendimiento como en consumos. En España, concretamente en Madrid, existe o existía un autobús experimental de la Empresa Municipal de Transportes, con tecnología Daimler- Benz, movido por pila de combustible.

Ahora por primera vez surge un proyecto destinado a la tracción ferroviaria; el departamento de Ingeniería y Tracción de la compañía BNSF, en colaboración con la compañía privada de ingeniería sita en Denver (Colorado ),Vehicle Projects LLC, ha acometido en los talleres de la BNSF en Topeka, Kansas, los estudios pertinentes para el diseño de la locomotora movida por pila de hidrógeno.
En una explicación rudimentaria sumamente básica y sencilla, la pila de hidrógeno consiste en una reacción electroquímica que combina hidrógeno y oxigeno para producir electricidad . En tanto que se dispone de combustible (hidrógeno y oxígeno) se produce continuamente electricidad que genera la fuerza necesaria para mover el vehículo. El oxígeno se encuentra en la atmósfera mientras que el hidrógeno debe producirse.
Fuentes de las entidades citadas han afirmado que la locomotora de pila de hidrógeno reúne grandes ventajas como la muy considerable reducción de la polución, y especialmente el hacer frente al enorme aumento de los precios del petróleo y derivados. Aumento que no se debe tanto al incremento del consumo del gigante chino, o de otros colosos como la India, ni a problemas de producción de nuevos yacimientos, como a movimientos especulativos que han hecho disparar artificialmente los precios.

Dadas las enormes magnitudes estadounidenses resulta de interés considerar que sólo el gran parque de locomotoras diésel del BNSF, cifrado en 2007 en unas 6.000 unidades, consume diariamente más de catorce millones de litros, lo que supone cerca del 2 por ciento del consumo total diario de combustible diésel en los Estados Unidos. El Burlington Northern Santa Fe ha informado que en el último trimestre los costos de combustible han representado el 26 por ciento de los costes totales y con tendencia ascendente.
La locomotora experimental deberá llevar a bordo hidrógeno comprimido en tanques similares a los utilizados en los automóviles movidos por pila de combustible. Dado que las células o pilas de combustible lo convierten en energía vía un proceso electroquímico más perfeccionado que la combustión, el proceso es limpio, no produce emisiones, es silencioso y alcanza un alto grado de eficiencia. ¿Hasta que punto de eficiencia?
Pues según los ingenieros del BNSF puede alcanzar un grado de eficiencia nada menos que de dos a tres veces superior a una locomotora diésel éstandar. Y aún teniendo en cuenta que el control electrónico de la inyección de combustible y otras mejoras han producido una sustancial mejora del motor diésel. Sin embargo, no hay datos relativos a la cantidad de energía necesaria para la producción de hidrógeno. También existe dudas respecto a si en la tracción ferroviaria la pila de combustible podrá producir la energía y potencia necesaria para desarrollar un mucho más elevado esfuerzo de tracción y capacidad de sobrecarga que las fuerzas desarrolladas habitualmente mediante baterías.