Hidrógeno barato, el gran desafío de la industria química

Toyota Mirai

El hidrógeno sigue siendo la gran promesa de la movilidad a media y larga distancia sin emisiones, tan solo generando inofensivo vapor de agua y con tiempos de repostaje similares a los vehículos de combustión interna. Pero cuando hablamos de "sin emisiones", nos referimos a emisiones locales, no netas.

Como el hidrógeno no se encuentra libre en la Tierra, sino combinado con otros elementos, hace falta un proceso para separarlo. Si hay algo que sobra en nuestro planeta es el agua -en los mares, no dulce ni potable-, y la molécula del agua contiene dos átomos de hidrógeno (H2O). Algunas industrias producen hidrógeno como residuo de su actividad, pero no en las cantidades que nos gustaría.

Por lo tanto, podemos decir que es potencialmente inagotable, siempre y cuando podamos extraerlo del agua. Si se utiliza agua y una gran cantidad de energía, se pueden romper los enlaces químicos de la molécula (electrólisis) y obtener hidrógeno puro como producto, oxígeno como residuo, más sales que pueda contener el líquido.

Los vehículos de pila de combustible almacenan hidrógeno a alta presión en grandes bombonas donde apenas caben unos pocos kilos

Lo ideal para obtener hidrógeno es utilizar energía renovable, como solar, eólica, maremotriz, hidráulica o geotérmica. Ninguna de estas fuentes produce emisiones. Yendo un paso más allá, se debería emplear energía sobrante, que el sistema eléctrico no pueda absorber. De esta forma habría un mayor ahorro de emisiones.

Esta modalidad tiene el problema de que puede costar 7-8 dólares/kg, frente a los 1-2 dólares/kg que cuesta sacar hidrógeno de la molécula del metano (CH4). Aunque es cierto que el metano se puede obtener de forma ecológica, casi siempre hablamos de metano de origen fósil (gas natural). Ahí empieza a desinflarse el globo de la ecología.

Actualmente es mucho más eficiente utilizar energía para mover un coche eléctrico -cargando sus baterías- que rompiendo moléculas de agua para generar hidrógeno -para una pila de combustible-. Por eso los eléctricos están ganando la partida a los de hidrógeno, utilizan netamente menos energía y por eso son más baratos de operar, sobre todo son más baratos de adquirir y mantener.

Mercedes-Benz GLC F-CELL Plug-in, el primer coche de producción en serie que podrá combinar electricidad de enchufe y obtenida con pila de combustible de hidrógeno

En la revista científica Nature Chemistry se acaba de publicar un estudio realizado por investigadores del Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ) y la Universitat Rovira i Virgili (URV). Los científicos han logrado producir hidrógeno con catalizadores más económicos que los habituales en electrólisis.

Sustituyendo como catalizadores (acelerantes de la reacción) elementos preciosos y caros como el iridio, y usando en su lugar cobalto o wolframio, el hidrógeno limpio es mucho más económico. Concretamente, hablamos de polioxometalatos, compuestos de esos elementos antes mencionados.

No solo son materiales más abundantes, también reducen el consumo energético porque el voltaje de trabajo es menor. En otras palabras, hace falta menos energía para romper las moléculas de agua. Estas investigaciones pueden mejorar en el futuro la forma de obtener hidrógeno a nivel industrial de forma económica y limpia.

Honda Clarity, uno de los pocos modelos de hidrógeno de producción en serie

Pero una cosa es el coste del hidrógeno en su producción, otra bien distinta es cuánto pagaría el cliente. Los usuarios de coches de pila de combustible en régimen de leasing pagan una elevada cuota mensual pero el fabricante suele hacerse cargo del coste del combustible. Por ejemplo, en Reino Unido Honda está pagando el kilo a 10,9 euros, por lo que llenar los tanques roza los 60 euros.

Los 100 km salen a casi 10 euros, para entendernos

A menos que el precio de la gasolina y gasóleo se dispare con los años -cada vez es menos probable por el exceso de oferta y demanda menguante- resultará realmente difícil vender el hidrógeno como la panacea de la movilidad si sale casi 9 veces más caro que usar un coche eléctrico con baterías electroquímicas.

Resumiendo, aún quedan años para que los coches de hidrógeno sean una realidad para el ciudadano común. Los vehículos tienen que bajar mucho de precio -las pilas siguen siendo muy caras- y el combustible también. Mientras tanto seguirán siendo exotismos comerciales, con una red de repostaje escasa (y eso donde la hay) y una clientela potencial muy sibarita.

Fuente: Nature Chemistry