lunes, 6 de octubre de 2008

3. HIDROGENO COMO ENERGIA LIMPIA

En la actualidad se ha seleccionada al hidrogeno como al combustible que puede dar solución a los problemas de contaminación ambiental, debido a que es un combustible limpio, apto para el transporte y la calefacción y con el tiempo podría servir también para producir electricidad en quemadores de combustibles de alto rendimiento. El hidrogeno proporciona un medio ventajoso de almacenar la energía, y cuesta menos transportar hidrogeno por tuberías que transmitir electricidad por cables.


Es cierto que el hidrogeno está en todas partes y que por lo tanto no es un recurso escaso, el ingenio humano debe arrancarlo de su entorno y explotarlo para generar electricidad. El proceso de extracción requiere cierta inversión de tiempo, trabajo y capital, al igual que su almacenamiento y utilización, sin embargo, a medida que baje el costo de producir energía a partir del hidrogeno, y sin duda bajara, su estatus como patrimonio común seguirá ganando terreno, porque está distribuido de forma homogénea por todo el mundo y porque a diferencia de lo que ocurre con los combustibles fósiles, los recursos de hidrogeno son ilimitados.


Una de las aplicaciones más estudiadas del hidrógeno como fuente de combustible es la industria del automóvil. Casi todas las grandes constructoras andan investigando las células de combustible a base de hidrógeno y oxígeno que producen la electricidad para el vehículo. Pero el problema es que el costo resulta bastante elevado y las baterías duran poco.


El método de pilas de combustible usa unas bacterias llamadas exoelectrógenas para romper las moléculas de ácido acético, producidas por la celulosa, glucosa o cualquier otra materia fermentada, provocando así una electrólisis microbiana que crea el hidrógeno dentro de una pila.
Los investigadores desarrollaron una manera de identificar las cepas de estas bacterias que producen hidrógeno.
Hace más de dos décadas, se demostró que los aspectos novedosos de la capacidad de las bacterias de fijar nitrógeno, también se agregó a esos descubrimientos un método que usa un agente de selección para identificar las cepas bacterianas que producen hidrógeno. El agente de selección les permite a los investigadores a identificar estas cepas sin la necesidad de secuenciar el genoma de las bacterias o modificarlas genéticamente.Con el uso del agente de selección, los inventores identificaron un gen que inactiva el sistema de absorción de hidrógeno de las bacterias para que ellas suelten todo el hidrógeno producido. Ya que las células bacterianas no pueden reciclar el hidrógeno, el hidrógeno producido por ellas puede ser capturado y utilizado como un combustible cuyos subproductos son agua y calor.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL HIDROGENO COMO ENERGIA LIMPIA

3.1 VENTAJAS DEL HIDROGENO COMO ENERGIA

· El aprovechamiento del hidrogeno, como energía, no es dañino para el ambiente, ya que no se producen emisiones de gases de invernadero.

· El quemar hidrogeno podría eliminar la mayor parte de la contaminación del agua y del aire causada por la extracción, el transporte y quema de combustibles fósiles y podría reducir en gran medida la amenaza del calentamiento planetario.

· El rendimiento conseguido con esta nueva forma de extraer hidrógeno a partir de microorganismos es muy alto (entre un 91% y un 68%).

· La electricidad aplicada al sistema de obtención de hidrogeno con pilas de combustible, no es muy grande y el hidrógeno producido genera, como hemos visto, mucha más energía que la consumida en este proceso.


3.2 DESVENTAJA DEL HIDROGENO COMO ENERGIA

Aunque la producción de energía atreves del hidrogeno con la participación de los microorganismos no represente costos inmediatos en la implementación de los mecanismos, la producción de dicha energía exige permanentemente fuentes de alimentación fiables o medios de almacenamiento (sistemas hidráulicos de almacenamiento por bomba, baterías, futuras pilas de combustible de hidrógeno, etc.). Así pues, debido al elevado costo del almacenamiento de la energía, un pequeño sistema autónomo resulta raramente económico, excepto en situaciones aisladas, cuando la conexión a la red de energía implica costos más elevados.

PROYECCIONES FUTURAS

3.3 PROYECCIONES FUTURAS

La tecnología del hidrógeno puede ser una de las alternativas energéticas que permita sortear los problemas ambientales que plantea el actual uso de combustibles fósiles, que es insostenible, pero sólo en el plazo de varias décadas, y a condición de que se invierta masivamente desde ahora.

Afortunadamente, el ingenio humano, impulsado muchas veces por la necesidad de encontrar alternativas, logrará en las fuentes renovables directas o derivadas del sol, como el viento, la hidráulica, la geotermia y la biomasa el recurso energético primario que le permita mantener el consumo per cápita e incluir al tercio de población mundial, hoy todavía carente de servicios energéticos. Así, aparece el hidrógeno, elemento en estado gaseoso en condiciones ambientales normales, pero que es factible de almacenamiento, transporte y distribución, lo que permite su aplicación a cualquier segmento de la demanda.

En la búsqueda de una fuente de energía más limpia, la culminación debe ser el hidrógeno mismo; hoy se están desarrollando tecnologías para hacer esto realidad. El hidrógeno tiene el potencial de ser utilizado en prácticamente todas las aplicaciones donde actualmente se utiliza combustible fósil, por lo que podríamos alcanzar pronto una economía del hidrógeno; se prevee que con la ayuda de este elemento, como combustible y la utilización de bacterias como la E.coli se pueden reducir casi totalmente la emisión de gases invernaderos a la atmosfera, contrarrestando así los problemas ambientales que aquejan nuestro planeta.

Uno de los más importantes avances llevados a cabo por los investigadores ha sido el utilizar una bacteria en una pila electrolítica con ácido acético. El ácido acético, además de estar presente en el vinagre, es también predominante en la fermentación de la glucosa o la celulosa. El ánodo de la pila electrolítica era grafito granulado y el cátodo era carbono, mientras que el catalizador era de platino.
Con estos componentes, la bacteria consume el ácido acético y libera electrones y protones creando electricidad (0,3 voltios). Para que el proceso de generación de hidrógeno se complete, es necesario introducir, además, una pequeña corriente eléctrica (0,2 voltios) desde el exterior del sistema. Cuando esto sucede, surgen directamente burbujas de hidrógeno desde el líquido. “Este proceso produce 288 % más energía en el hidrógeno que la energía eléctrica usada en todo el proceso”, comenta Logan.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

  • Valero, J.M. Egizabal, A. Arrillaga, I. & Belsue, M. (2004). Producción biológica de hidrogeno a partir de residuos. Revista de Ingeniería Química (Madrid). Vol. 36. Pág. 188- 192.
  • Agudelo, S.C. Chica, E.L. & Carrascal, E. (2002). El Hidrogeno, una solución energética. Revista Faculta de Ingeniería, Universidad de Antioquia. Vol. 25. Pág. 142- 148.
  • López, E. Arrien, N. Atoñanzas, J. Egizabal, A. Valero, J.M. & Belsue, M. (2005). Producción de Hidrogeno a partir de residuos mediante fermentación. Revista de Ingeniería Química (Madrid). Vol. 37. Pág. 175- 180.
  • Aguer Hortal, M. & Miranda Barreras, A.L. (2007). EL HIDROGENO fundamento de un futuro equilibrado. (2ª Ed.). España: Díaz de Santos. 248 p.
  • Rifkin, J. (2002). La economía del Hidrogeno: La creación de la red energética mundial y la redistribución del poder en la Tierra. Barcelona, España: Paidós Ibérica, S.A. 324p.
  • DE MIGUEL, Ignacio. Hidrogeno gracias a las bacterias. En: Biocarburante [en línea]. [consultado 22 de Sep. 2008]. Disponible en <http://www.biocarburante.com/hidrogeno-gracias-a-las-bacterias/>
  • CARDONA, Wilson. El hidrogeno como energía del futuro. En: AtinaBiotec! [en línea]. [consultado 22 de Sep. 2008]. Disponible en <http://www.atinabiotec.cl/content/view/35175/EL_HIDROGENO_COMO_ENERGIA_DEL_FUTURO.html>
  • MUÑOZ VELÁZQUEZ, Ana Laura. Hidrogeno. En: Monografias.com [en línea]. [consultado 24 de Sep. 2008]. Disponible en <http://www.monografias.com/trabajos34/hidrogeno/hidrogeno.shtml>