La pila de hidrógeno: ¿Es el hidrógeno el combustible del futuro?

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La pila de hidrógeno ha estado siempre presente en la conversación sobre renovables y transición ecológica. Dado que una movilidad limpia es fundamental para que dicha transición se produzca, la pila de hidrógeno puede ser clave en los coches sin emisiones, además de en otros sectores.

¿Es el hidrógeno el combustible del futuro? ¿Cómo funciona esa pila? Te contamos todo lo que necesitas saber sobre el tema.

¿Qué es una pila de hidrógeno?

Una pila de hidrógeno es un dispositivo electroquímico que convierte la energía química del combustible que almacena (hidrógeno) en energía eléctrica. Por tanto, se puede usar para alimentar cualquier aparato de este tipo.

La aplicación más extendida ahora mismo es la de alimentar el motor de un coche eléctrico, aunque no es la única. Mientras la pila tenga combustible, puede suministrar energía y, cuando se vacía, se puede rellenar.

¿Qué partes tiene una pila de hidrógeno?

Una pila de hidrógeno tiene 4 partes básicas:

  • El ánodo. O polo negativo de la pila, que conduce los electrones liberados del hidrógeno para que puedan ser usados por el circuito eléctrico externo.
  • El cátodo. O polo positivo de la pila. Distribuye el oxígeno a la superficie del catalizador y conduce los electrones de vuelta, donde se pueden recombinar.
  • El electrolito. Hecho de un material tratado que solo conduce iones cargados positivamente, bloqueando a los electrones.
  • El catalizador. Un material especial que facilita la reacción de oxígeno e hidrógeno que hace falta para generar electricidad. Normalmente, está hecho de una capa muy fina de nanopartículas de platino sobre papel carbón o tela.

¿Cómo funciona una pila de hidrógeno?

El hidrógeno presurizado (H2) entra en la pila por la parte del ánodo, forzando este gas a través del catalizador mediante presión. Cuando la molécula de H2 toma contacto con el platino del catalizador, se divide en 2 iones (H+) y 2 electrones. 

Los electrones son conducidos a través del ánodo para llegar al circuito externo. Allí, realizan la labor necesaria (como alimentar un motor eléctrico) y vuelven a la pila por la parte del cátodo. 

En el cátodo, el oxígeno (O2) pasa a través del catalizador y forma 2 átomos de oxígeno cargados muy negativamente. Eso atrae a los iones de antes (H+) y se combinan junto con 2 electrones que vuelven del circuito externo. Todo junto forma una molécula de agua (H2O).

¿Qué ventajas tiene una pila de hidrógeno frente a otras fuentes de energía?

Algunos de los motivos por los que una pila de hidrógeno es superior a otras opciones son:

  • No produce emisiones nocivas. Como hemos visto, el hidrógeno más el oxígeno genera electricidad y, tras eso, vapor de agua, una emisión totalmente inofensiva.
  • Es más eficiente que los motores de combustión. La pila de hidrógeno no solo no contamina, sino que transforma la energía química en eléctrica de manera más eficiente. El motor de combustión debe convertir la energía química del combustible en calor, y este en energía mecánica que mueva el motor. Eso produce el llamado «cuello de botella térmico», que se evita con la conversión directa de energía que hace la pila de hidrógeno.
  • La pila de hidrógeno no tiene partes móviles. Eso la hace mucho más fiable que un motor de combustión, que está compuesto de muchas piezas que pueden estropearse.
  • El hidrógeno puede ser producido de una forma mucho más respetuosa con el medio ambiente que los combustibles fósiles. Eso contribuye a que sea una alternativa mucho más ecológica.

¿Qué desventajas tiene la pila de hidrógeno?

Como ocurre con todo, la pila de hidrógeno presenta una serie de desafíos que, de momento, impiden que esté muy extendida:

  • Es cara. Aunque el hidrógeno es muy abundante, hacerlo útil en forma de pila sigue siendo poco económico.
  • Es inflamable. Por lo que la seguridad de la pila de hidrógeno sigue siendo una preocupación.
  • Es difícil de almacenar y transportar. Al contrario que otros combustibles, como el carbón, que es extremadamente sencillo y se puede hacer casi de cualquier manera.

¿Cómo se produce ese hidrógeno?

El hidrógeno (H) se puede producir de manera limpia a partir del agua (H2O), sin embargo, este proceso requiere bastante energía.

Por este motivo, de momento, el procedimiento más económico es extraer el hidrógeno del carbón o el gas natural. Por eso, mucho del hidrógeno que se produce viene de estos combustibles fósiles.

Sin embargo, el coste de la producción de hidrógeno a partir del agua, de manera totalmente limpia, no deja de bajar.

¿Entonces la pila de hidrógeno es el combustible del futuro o una eterna promesa?

De momento, es cierto que el hidrógeno no está teniendo un uso masivo. La pila de hidrógeno tiene retos, debido a su coste y a materiales muy valiosos empleados en ella, como el platino que hemos nombrado.

Sin embargo, algunas tecnologías están sustituyendo ese platino y lo cierto es que el mercado de las pilas de hidrógeno no deja de crecer

Si conseguimos superar los retos que hemos visto, el hidrógeno puede ser una excelente opción para un mundo mucho más limpio.

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