Seguro que todos han oído hablar del hidrógeno verde, ¿verdad? Bueno, de hecho, existen varias otras «colores» que caracterizan el hidrógeno y, más precisamente, la forma en que se produce.
¿Sabían que el hidrógeno es el elemento más ligero de la tabla periódica y también el más abundante en el universo?
Sin embargo, el hidrógeno rara vez se encuentra en su estado natural, generalmente está asociado con otras moléculas y se encuentra en el agua (H2O), los hidrocarburos (HC) y el gas natural (CH4), por ejemplo. Es por eso que se han desarrollado varios métodos para producirlo artificialmente. Y a cada proceso se le asocia un «color» que define la huella de carbono del hidrógeno producido.
Hidrógeno blanco: hidrógeno en estado natural
El hidrógeno blanco se refiere al hidrógeno en su estado natural, a menudo en forma gaseosa e incolora. Se encuentra (muy raramente) en formaciones geológicas y actualmente no existe un método sostenible para explotar estos depósitos.
Hidrógeno negro/marrón: lo ha adivinado, ¡contamina!
El carbón se ha utilizado durante mucho tiempo para producir hidrógeno mediante el proceso de gasificación. Este proceso convierte materiales carbonosos en monóxido de carbono, hidrógeno y dióxido de carbono mediante una reacción termoquímica a alta temperatura (entre 1200°C y 1500°C). El gas resultante, llamado syngas, luego se separa para recuperar el hidrógeno.
Según el tipo de carbón utilizado, el hidrógeno puede clasificarse como marrón o negro. El lignito produce hidrógeno marrón, mientras que el carbón bituminoso produce hidrógeno negro.
Sin embargo, la producción de hidrógeno marrón o negro es muy contaminante, ya que el CO2 y el CO emitidos no pueden reutilizarse y se liberan en la atmósfera.
Para resumir, aquí se crea hidrógeno mediante el proceso de gasificación, que se puede expresar mediante la ecuación:
C (carbón) + H2O → H2 + CO
Biomasa para producir hidrógeno
La biomasa se puede convertir en hidrógeno mediante el proceso de gasificación. La cantidad de carbono emitida varía según el tipo de biomasa utilizada y el uso de diferentes tecnologías para capturar y almacenar el carbono. Sin embargo, las emisiones netas de carbono en la producción de hidrógeno a partir de biomasa pueden ser menores que las generadas por la producción de hidrógeno marrón o gris.
Hidrógeno gris: el más utilizado
Actualmente, la mayoría del hidrógeno se produce a partir de gas natural utilizando un proceso llamado «reformado con vapor», que separa las moléculas de hidrógeno de las moléculas de carbono utilizando vapor de agua. Sin embargo, este proceso de dos etapas y alta temperatura (entre 700°C y 1000°C) también produce CO2. El hidrógeno producido de esta manera se llama «gris» cuando no se captura el CO2. La producción de hidrógeno gris emite aproximadamente 9,3 kg de CO2 por kg de hidrógeno producido.
¿Quieres saber más? Aquí tienes la ecuación del reformado con vapor:
CH4+H2O → CO+3H2 entonces CO + H2O → CO2 + H2
El término «gris» también se puede utilizar para describir el hidrógeno producido a partir de combustibles fósiles sin captura de gases de efecto invernadero, con una diferencia en la cantidad de emisiones generadas durante su producción en comparación con las variantes marrón o negro.
Hidrógeno azul: captura geológica
El hidrógeno se denomina «azul» cuando las emisiones de CO2 producidas durante el proceso de vaporización se capturan y almacenan bajo tierra utilizando técnicas industriales de captura y almacenamiento de CO2 (CAC) para evitar su liberación en la atmósfera.
Por lo tanto, el hidrógeno azul a menudo se considera una fuente de energía con baja emisión de carbono, aunque una parte del CO2 producido (aproximadamente el 10-20%) no puede ser capturada. Sería más preciso calificar al hidrógeno azul como «bajo en carbono».
Hidrógeno turquesa
El hidrógeno «turquesa» o «bajo en carbono» se refiere a un proceso experimental completamente nuevo de extracción de hidrógeno a partir de gas natural que produce hidrógeno gaseoso y carbono sólido calentando el metano a altas temperaturas (2000°C) a través de un proceso llamado pirólisis.
¿A qué se reduce la pirólisis del metano?
CH4 ⟶ C + 2 H2
Cuando el hidrógeno se genera mediante la electrólisis del agua, puede ser «rosado», «amarillo» o «verde», dependiendo de la procedencia de la electricidad utilizada para llevar a cabo la reacción de electrólisis.
La electrólisis es un proceso electroquímico que divide el agua en hidrógeno y oxígeno. Se realizan dos reacciones en electrodos separados: en el cátodo, el agua se reduce a hidrógeno molecular (H2), mientras que en el ánodo, el agua se oxida para liberar oxígeno (O2).
Existen prácticamente tantas variedades de electrolizadores para la producción de hidrógeno como colores diferentes de hidrógeno.
Por tanto, la electrólisis del agua puede explicarse mediante la ecuación :
2 H2O → O2 + 2 H2
Hidrógeno amarillo: una mezcla de lo que hay
El hidrógeno de color amarillo puede ser producido mediante la electrólisis del agua utilizando electricidad solar o cuando la corriente eléctrica utilizada proviene de una combinación de fuentes de energía renovable y fósil disponibles en la red eléctrica. Por lo tanto, la electricidad utilizada no es neutra en carbono.
Hidrógeno rosa: electricidad de origen nuclear
El hidrógeno a veces puede ser producido a partir de energía nuclear, y se le denomina «rosado». En este proceso de producción de hidrógeno, no se libera (o se libera muy poco) dióxido de carbono, lo que representa una ventaja significativa para el medio ambiente.
Y por último, el que probablemente conozcas…
Hidrógeno verde: electricidad procedente de fuentes renovables
El hidrógeno puede considerarse «verde» cuando se produce mediante la electrólisis utilizando electricidad generada a partir de fuentes de energía renovable, como la energía solar o eólica. Esta forma de hidrógeno producida a través de la electrólisis del agua también se llama «hidrógeno limpio» porque no libera CO2. Sin embargo, a pesar de ser el método más respetuoso con el medio ambiente, representa solo aproximadamente el 1% de la producción total de hidrógeno hasta la fecha.