Hidrogeno. ¿Que es? ¿Para qué sirve? ¿Cómo se obtiene el hidrogeno?

¿Que es el hidrogeno?

El hidrogeno es un elemento químico simple que puede ser encontrado en todo el universo por ser el más abundante, este tiene su significado en la palabra griega “hydrogenium”; esta se conforma de dos partes siendo la primera “Hydro”, como agua y la segunda “genos” que es sinónimo de “generador”, alusivo a “creador de agua”.

El hidrogeno siempre ha existido, pero para ser históricamente exactos se podría decir que nadie supo de este elemento hasta 1766 al ser descubierto por Henry Cavendish experimentando con ácidos y metales que terminaron en estado inflamable. En inicio se pensó que este elemento era el causante de dicho fuego; sin embargo, Cavendish termino verificando que se trataba de un gas más.

El hidrogeno se puede encontrar principalmente en estado gaseoso como (H2) ya sea en planetas o incluso en las mismas estrellas; no obstante, suele ser un elemento muy amigable con el resto al generar múltiples compuestos orgánicos como lo es el (H2O) o “agua”.

El hidrogeno posee isotopos naturales y artificiales siendo los naturales el protio y el deuterio dejando el “tritio” como artificial. Este elemento químico en forma de gas es inodoro, incoloro y no toxico siempre y cuando se encuentre en condiciones normales de temperatura y presión.

Como elemento, este es el más antiguo y más ligero de todos ellos. El hidrogeno es un elemento de un protón y un electrón, esto a su vez es lo que lo convierte en el primero de todos los elementos de la tabla periódica además de por supuesto el Helio.

El hidrogeno puede encontrarse en al menos el 90% del mundo; sin embargo, este representa únicamente un 75% de toda la materia ordinaria en todo lo que conocemos ya que es sumamente ligero, apareciendo en un estado gaseoso. Un detalle curioso del hidrogeno es que este se encuentra en un estado impuro por lo que tiende a subir hasta las capas más altas del ozono para finalmente escapar al espacio.

¿Para qué sirve el hidrogeno?

Desde el inicio se ha hecho uso del hidrogeno como un combustible sustentable, este en sus inicios fue utilizado en globos aerostáticos y algunos dirigibles, quedando claro que el hidrogeno funciona como un buen sustituto de combustible.

El hidrogeno funciona principalmente como combustible incluso en su reacción al oxigeno (O2), de esta manera se forma lo que conocemos como agua. La combustión es la reacción de cualquier material oxidable con el oxigeno, aunque el hidrogeno juega una gran parte en la mayoría de los casos como sustituto.

Los combustibles fósiles como el carbón, la gasolina (a base de petróleo) y el gas natural son altamente contaminantes por lo que el ser humano en su búsqueda de “alianza con el medio ambiente” se ha tomado la tarea de sustituir estos elementos por energía más sana a base de hidrogeno.

El hidrogeno no es contaminante y al ser el recurso más abundante del mundo, permanece inagotable; no obstante, el hidrogeno no se encuentra como elemento químico en estado libre, siendo el agua u otros compuestos orgánicos sus principales fuentes de obtención.

El hidrogeno además se ser utilizado como combustible o mejor dicho como refinador de estos elemento fósiles, puede ser también producto de la obtención de elementos amoniacos o incluso en la hidrogenación de petróleos y otras grasas existentes en el planeta.

¿Cuáles son las fuentes de obtención de hidrogeno?

El hidrogeno por ser el recurso más abundante del universo, puede ser encontrado en cualquier lugar aunque no de manera simple como se desearía. Este elemento se une casi a cualquier otro átomo produciendo infinidad de recursos, pero es casi imposible obtenerlo en estado natural sin hacer uso de alguna herramienta de por medio.

El hidrogeno posee diversas fuentes de obtención; no obstante, la más común de ellas es la extracción en base a combustibles fósiles y en menor escala del oxigeno cuando este se encuentra como agua o “H2O”.
En el caso de los combustibles fósiles, los hidrocarburos son los principales exponentes logrando extraerse de su composición Carbono-Hidrogeno, todo esto es llevado a cabo haciendo uso de procesos químicos. Los hidrocarburos son los más sencillos de producir hidrogeno en estado puro al tener una composición única de átomos de hidrogeno ligados únicamente al carbono, estos a su vez son compuestos básicos estudiados por la química orgánica.

El agua es el otro elemento que fácilmente puede producir hidrogeno por su composición simple, esto se hace con un biorreactor de algas o haciendo uso de electricidad; aunque en auges de nuevas tecnologías y descubrimientos, se puede hacer lo mismo a base de procedimientos químicos.

La obtención del hidrogeno a base de hidrocarburos es eficiente pero no genera una exactitud completa de pureza por lo que podemos encontrar en una forma factible un 80% al ser extraído de elementos como el gas natural, otros hidrocarburos pueden generar una eficiencia totalmente variable e inferior.

La fermentación también puede ser productora de hidrogeno, esto se realiza por medio de bacterias que a su vez producen enzimas, esta fermentación es sin presencia de luz y con una similitud al proceso de conversión anaeróbico. Existe otra fuente de hidrogeno a base de foto fermentación que a diferencia de la fermentación común, necesita de luz para generar hidrogeno.

¿Cómo se obtiene el hidrogeno?

El hidrogeno en estado puro puede estar a primera instancia como un gas incoloro, difícil de obtener sin elementos biológicos, químicos o tecnológicos de respaldo, aunque con el paso del tiempo, se hace mucho más fácil la extracción del mismo, con métodos eficientes que explotan potencialidades en base a descubrimientos.

El hidrogeno se puede obtener de diversas formas, una más efectiva que la otra y con menos complicaciones; no obstante, estas son el resultado de una intensa búsqueda por la sustitución de combustibles para un sistema de energía mucho más limpio y sin agentes nocivos.

Formas de obtener hidrogeno:

Por medio de electrolisis.

La electrolisis como su nombre lo indica, es un proceso basado en la descomposición de agua haciendo uso de eléctrico, el mismo es una tecnología comprobada y está disponible de manera comercial.

La electrolisis es uno de los métodos más antiguos de obtención de hidrogeno y posee la ventaja de ser modular por lo que puede adaptarse con facilidad a pequeñas o grandes cantidades de gas.

Producción Biológica.

Algas y bacterias en ciertas condiciones pueden producir hidrogeno, esto en los últimos años ha sido utilizado como estrategia para generar hidrogeno a un menor costo; aunque claro, a menos inversión, menor producción, dando una velocidad bastante lenta al momento de generar.

Algunas bacterias en grandes superficies pueden generar mayor producción de hidrogeno; sin embargo, estas no se han encontrado aun o necesitan más estudio para generar resultado eficientes.

Ciclos termoquímicos.

se mantienen como un proceso en crecimiento donde una alta temperatura procedente de energía nuclear o solar generan el hidrogeno; no obstante, el uso de elementos nucleares harían irónico el mensaje de “preservación del ambiente”.

Gasificación.

La reacción de vapor de agua y oxigeno mas hidrocarburos pesados y biomasa forman hidrogeno mas algunos gases, esto funciona para lo que serian hidrocarburos pesados a una gran escala. El hidrogeno utilizado por este método hace competencia directa con combustibles sintéticos; no obstante, para su obtención se necesitan grandes extensiones de tierra.

Generador de hidrogeno.

Un generador de hidrogeno es una de las formas más limpias de transmisión de energía o mejor dicho “combustible” basadas en este elemento químico. El generador de hidrogeno tiene sus funciones en base a la primera forma mencionada”electrolisis”; no obstante, este hace uso de un elemento químico adicional como lo es el nitrógeno “N2”.

En la actualidad los generadores de hidrogeno están obligados a hacer uso de al menos un 45% de gasolina; no obstante, se aspira a que en un futuro el uso del tanque de combustible sea más bien para la reserva de agua.

¿Cuánto cuesta un generador de hidrogeno?

Los generadores de hidrogeno en mercado poseen un valor considerable, estos van desde los 98 hasta los 230$; aunque, se pueden conseguir algunas excepciones y estos no pueden en ningún momento ser confundidos con los generadores de hidrogeno en base a células de combustible.

Generadores de hidrogeno de mayor capacidad y calidad pueden costar miles de dólares pero estos a cambio, ofrecen una energía limpia bajo menor consumo de combustible orgánico, la idea de estos es hacer del ambiente algo un poco más controlado y por supuesto, haciendo alarde de mayor eficiencia en cuanto al uso de energías.

El uso de los generadores de hidrogeno de manera momentánea se centra más en la industria automotora, estos cada vez consiguen más popularidad; no obstante, la energía se vuelve un poco inestable al ser la cantidad de agua utilizada, algo totalmente relevante.

El hidrogeno por ser combustible es altamente inflamable, igual que la gasolina solo que en un estado incoloro y de poca percepción; sin embargo, ha quedado demostrado que no representa ningún tipo de peligro para la sociedad quedando como combustible del futuro.

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