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Producción de H2

Producción de H2

Actualmente la mayor parte de la producción de hidrógeno a nivel mundial se destina a un uso industrial como reactivo, por ejemplo para eliminar el azufre de las gasolinas en refinerías. Se utiliza en muchos procesos de la industria química, también en procesos dentro de la industria metalúrgica,  del vidrio, la industria alimentaria para llevar a cabo hidrogenaciones de grasas, y para otros muchos procesos.

Pero, ¿de donde viene todo el hidrógeno que consumen estas industrias? Como hemos comentado en la introducción, el hidrógeno no existe de forma natural como H2, y es necesario realizar ciertas transformaciones térmicas, químicas o electroquímicas para obtener hidrógeno a partir de diferentes compuestos que sí abundan en la naturaleza, como son los hidrocarburos o el agua.

A continuación explicamos brevemente los diferentes tipos de procesos:

 

1. Reformado de Hidrocarburos. El reformado con vapor del gas natural es el proceso más utilizado actualmente para producir hidrógeno. Es un proceso termoquímico, que requiere altas temperaturas y un posterior purificado de la corriente final.

La reacción ocurre en dos fases:

CH4+H20 --> CO + 3H2

CO + H20 --> CO2 + H2 

CH4 +2H2O --> 4H2 + CO2

Además del reformado con vapor existen otras técnicas de reformado, como la oxidación parcial y el reformado autotérmico.

 

2. Electrolisis del Agua. Es un proceso electroquímico en el que se disocia la molécula del agua en sus dos componentes, hidrógeno y oxígeno. En la actualidad existen diversos sistemas de electrolisis:

a) El sistema más extendido es la electrolisis alcalina, que utiliza un electrolito básico o alcalino con el que se llegan a alcanzar eficiencias del 80%, y se pueden alcanzar grandes producciones a un coste razonable. Dentro de esta tecnología existen electrolizadores unipolares y bipolares, equipos con salida presurizada o atmosféricos, y equipos capaces de conectarse a sistemas renovables como solar o eólica y ser capaces de gestionar la variabilidad de potencia que esto supone.

b) También existen electrolizadores PEM, en medio ácido y con una membrana de intercambio protónico por electrolito, que está siendo muy utilizado para pequeñas producciones de hidrógeno por las ventajas que conlleva el uso de un electrolitos sólidos; la diferencia con los alcalinos radica actualmente en el mayor precio y en la menor capacidad de producción.

c) Existen también electrolizadores de alta temperatura de óxidos sólidos, que están en fase de investigación.

 

3. Gasificación del CarbónEs un proceso que transforma el carbón en estado sólido en un combustible gaseoso (compuesto fundamentalmente por CO e H2), también conocido como syngas. El proceso se realiza a través de una oxidación parcial, que genera una mezcla a la que hay que retirar una serie de sustancias indeseables, como compuestos de azufre y las cenizas del carbón original, mediante técnicas bien desarrolladas. El resultado es una fuente energética gaseosa, más limpia y más versátil.

 

4. TermólisisEs la descomposición del agua por procesos puramente térmicos. Como alcanzar la temperatura necesaria para la termolisis directa (≈3000K) es muy complicado, se recurre a complejos ciclos químicos que consiguen reducir las temperaturas del proceso (≈1000K).

 

5. Producción Bioquímica. Es la producción de hidrógeno por medio de procesos biológicos, basándose en encimas presentes en ciertos microorganismos especializados. Destacan por sus posibilidades los procesos de bio-fotólisis, que aprovechan directamente la luz para disociar la molécula de agua. 

 

6. Fotocatálisis y fotoelectrólisis. Es la producción de hidrógeno mediante la disociación del agua por radiación solar usando fotocatalizadores químicos.

 

 

  • Bibliografía relacionada en castellano:

 

  • Bibliografía relacionada en inglés:

 

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