El hidrógeno ¿Cómo convertir el combustible del futuro?

«Sí, amigos míos, creo que algún día se empleará el agua como combustible, que el hidrógeno y el oxígeno de los que está formada, usados por separado o de forma conjunta, proporcionarán una fuente inagotable de luz y calor, de una intensidad de la que el carbón no es capaz […] El agua será el carbón del futuro» Julio Verne, La isla misteriosa (1874).
Una vez obtenido y almacenado el hidrógeno deberemos convertirlo en energía térmica o eléctrica para poder utilizarlo correctamente. La conversión en energía térmica, mediante combustión, es simple ya que su alto poder calorífico asegura que el proceso se realizará de forma homogénea y estable.Asociar un motor de combustión interna a una fuente energética basada en hidrógeno permitirá mover cualquier tipo de vehículo (motocicletas, automóviles, autobuses, barcos, etc.) con leves modificaciones en dicho motor. Ahora bien, si el objetivo es convertir la energía química del hidrógeno en energía eléctrica necesitaremos un equipo especial: La Pila de Combustible.

Una pila de combustible podemos definirla como una batería electroquímica que convierte la energía química del combustible que la alimenta en energía eléctrica. Debemos diferenciar claramente las pilas de combustible cuyo reactante se encuentra en el interior de la pila y las que el reactante se suministra desde el exterior.

Las pilas tradicionales se clasifican dentro del primer grupo. Estas pilas funcionan produciendo electricidad mediante una reacción electroquímica con el reactante que se encuentra en su interior y que no pueden ser regenerados. Estas pilas son las que se pueden adquirir en cualquier comercio para alimentar pequeños equipos electrónicos y electrodomésticos. Una variante de este primer grupo estaría constituido por pilas cuyo reactante se encuentra dentro de la propia pila pero que una vez agotada puede volver a recargarse. Podemos encontrarla en teléfonos móviles y cámaras fotográficas.

El segundo grupo de pilas se caracterizan por emplear reactantes que son suministrados desde el exterior, produciendo electricidad de forma continua. Estas son las pilas de combustible, basadas en el hidrógeno.

La mayoría de las pilas de combustible son, en realidad, una suma de pilas individuales, que reciben el nombre de células o celdas de combustible. Una célula de combustible consta de dos electrodos, ánodo (-) y cátodo (+) –ambos con cierto contenido de platino– separados por un electrolito sólido o líquido. Aunque el funcionamiento de todas las pilas de combustible responde al mismo principio fundamental, entre ellas existen notables diferencias de diseño, características de operación y potencia.

Así, se pueden encontrar desde pilas de 1W que funcionan a temperatura ambiente hasta módulos de 250 kW que operan a 1.000 ºC de temperatura. La clasificación habitual de las pilas de combustible está basada en el tipo de electrolito que utilizan, ya que éste determina características fundamentales de la pila, y, en consecuencia, sus posibles campos de aplicación.

Las pilas de combustible se contaminan con mucha facilidad si la calidad del hidrógeno no es la más alta. Además sus horas de funcionamiento son muy limitadas aun. Esto unido a su alto coste de manufactura, determina que en los próximos años la investigación de esta tecnología sea clave para conseguir pilas de combustible más robustas y económicas, permitiendo de esta forma que la economía basada en el hidrógeno sea una realidad.

Energías Renovables y Generación Distribuida