El elemento más simple abundante del universo es el hidrógeno. Se puede encontrar en forma de gas tanto en las estrellas como planetas y también forma parte de diversos compuestos químicos y orgánicos como lo es el agua. El hidrógeno líquido puede tener algunas aplicaciones interesantes en diferentes sectores industriales.
Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte todo lo que debes saber sobre hidrógeno líquido, sus características y cómo se obtiene.
Abundancia de hidrógeno
El hidrógeno representa más del 70% de la materia visible del universo, lo que lo convierte en el elemento más abundante. Se puede encontrar en los centros de estrellas jóvenes, en las atmósferas de grandes planetas gaseosos (como Júpiter y Venus), como rastros en la superficie de la tierra y como parte de miles de compuestos orgánicos e inorgánicos en la naturaleza. Como resultado, muchos procesos biológicos lo descartan.
Hay varios isótopos de hidrógeno (átomos del mismo elemento químico, pero con diferente número de neutrones):
- Protio (1H). Compuesto por protones, no hay neutrones en el núcleo. Es la versión más común de hidrógeno.
- Deuterio (2H). Es más pesado que el hidrógeno ordinario y su núcleo tiene un neutrón y un protón.
- Tritio (3H). Tiene dos neutrones en el núcleo junto al protón, lo que lo hace más pesado.
Características principales
Podemos definirlo según las principales características del hidrógeno líquido:
- El punto de ebullición es bajo, lo que puede provocar congelación o hipotermia. Incluso puede causar dificultades respiratorias y asfixia si se inhala.
- Debido a la temperatura del hidrógeno líquido, puede formar hielo cuando entra en contacto con la humedad del aire, lo que puede bloquear las válvulas y aberturas de sus tanques de almacenamiento.
- Se evapora continuamente y produce hidrógeno, que debe purgarse y restringirse de manera segura para evitar que se mezcle con el aire condensado en la atmósfera, se encienda y detone.
- La alta densidad del vapor saturado puede hacer que, si se produce un escape de hidrógeno líquido, la nube formada fluya horizontalmente o descienda
Vale la pena señalar que existen varios procesos de producción de hidrógeno que utilizan diversas materias primas y energía. En base a estos factores, podemos decir que en cierta proporción se producen procesos 100% renovables, 100% fósiles o mixtos. Además, se pueden realizar en instalaciones centrales y pequeñas unidades cercanas al punto de uso. Por tanto, la energía se puede obtener incluso en las zonas más remotas.
Cómo se almacena el hidrógeno líquido
Rentabilizar económicamente el hidrógeno líquido y lograr su uso generalizado pasa por el almacenamiento adecuado de hidrógeno de acuerdo con las necesidades existentes para su posterior transporte y distribución desde el punto de producción hasta el punto de consumo.
Debe tenerse en cuenta que los sistemas y las condiciones en las que debe almacenarse el hidrógeno dependerán del uso final. De esta forma podemos distinguir:
- Sistema de almacenamiento de hidrógeno estacionario, apto para aplicaciones industriales y de generación de energía distribuida o doméstica. En este caso, casi no hay restricciones en términos de área ocupada, peso, volumen o uso de sistemas auxiliares.
- Por otro lado, los sistemas de almacenamiento de hidrógeno de los automóviles proporcionan un mínimo para garantizar que los vehículos tengan una autonomía similar a los automóviles tradicionales. Además, existen requisitos operativos y dinámicas de suministro de hidrógeno, que se pueden ajustar en combinación con las pilas de combustible en todo tipo de vehículos.
Cabe señalar que el sector del transporte es uno de los sectores más importantes en el consumo energético mundial, especialmente en los países desarrollados. Esto ha llevado a la industria automotriz a convertirse en una de las principales fuerzas impulsoras de todos los avances en las pilas de combustible, el hidrógeno y sus tecnologías relacionadas con el almacenamiento.
Asimismo, al hablar de las diferentes formas de almacenamiento de este gas, es necesario señalar la necesidad de maximizar su seguridad, ya que es altamente inflamable, atóxico, incoloro, insípido e insípido. En este sentido, la lista de sistemas de almacenamiento incluye posibilidades en la etapa de investigación, como el carbono (activo, grafito, lechos de carbono molecular, nanofibras, fullerenos …), compuestos (NH3), microesferas de vidrio y zeolitas.
Por otro lado, el almacenamiento a baja temperatura en forma líquida y el almacenamiento a baja temperatura en gas presurizado o hidruro metálico han demostrado ser fiables y pueden utilizarse en condiciones seguras.
Usos y aplicaciones del hidrógeno líquido
Debido a la tecnología y a diferentes estudios que hay sobre el hidrógeno líquido, se puede aplicar en diferentes ámbitos industriales. Siempre hay que tener en cuenta que ser utilizada como una fuente de energía limpia y eficaz que no contamina el medioambiente. Entre las aplicaciones más interesantes se destinan a la industria energética, de transportes, industria alimentaria, industria aeroespacial y a la refinería. Vamos a entrar más en detalle sobre los usos y aplicaciones del hidrógeno líquido.
Su alta eficiencia lo convierte en un excelente gas de enfriamiento industrial, especialmente debido a su excelente rendimiento de transferencia de calor. El uso de hidrógeno como combustible alternativo es garantía de autonomía del vehículo, al tiempo que reduce las emisiones contaminantes, contribuyendo así a la protección del medio ambiente.
El uso de este gas tiene como objetivo mejorar la calidad y seguridad de los alimentos mediante el desarrollo de tecnologías innovadoras. Es un combustible eficaz para propulsar cohetes y también es una fuente de energía para mantener la vida y los sistemas informáticos en el entorno espacial. Es el elemento básico de la industria para convertir el crudo pesado en combustible refinado.
El uso de hidrógeno como combustible tiene varios efectos positivos sobre el medio ambiente. Destacamos los más importantes:
- Es una energía limpia, dejando solo vapor de agua como residuo. Por tanto, es más respetuoso con el medio ambiente que los combustibles fósiles.
- Es inagotable.
- Puede aplicarse a una amplia gama de actividades, desde la industria hasta el transporte o los hogares.
- Permitir el almacenamiento y el transporte a gran escala.
- Es más eficiente que la electricidad. Por ejemplo, un automóvil de combustible de hidrógeno se carga completamente en 5 minutos y tiene la misma autonomía que un automóvil de combustión.
Todas estas ventajas hacen del hidrógeno una fuente de energía eficiente, limpia y segura, que debe ser considerada en muchos campos industriales.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre hidrógeno líquido.