Introducción

Gobiernos y empresas de muchos países están cada vez más comprometidos con los objetivos de descarbonización, estableciendo el hidrógeno como un componente clave en la transición energética. A fecha de publicación de este artículo, el Informe McKinsey ha estimado que 64 países, que representan el 89% de las emisiones mundiales de CO₂, tienen como planes energéticos, las emisiones cero netas, mientras que las instituciones financieras y las empresas del sector privado también apuestan claramente por la descarbonización progresiva. En el futuro, se prevé que la combinación de energías se desplace hacia la electricidad limpia, complementada por el hidrógeno y los combustibles sintéticos.

Aunque es el elemento más abundante, el hidrógeno existe principalmente unido a otros elementos en la Tierra. La separación y obtención de hidrógeno puro requiere un aporte de energía importante. Los métodos actuales incluyen el uso de agua y electricidad a través de electrólisis o del metano, mediante el reformado del vapor.

Una vez separado, el hidrógeno puede quemarse directamente en turbinas o combinarse con el oxígeno en una pila de combustible o batería para generar energía, produciendo agua como único subproducto. También puede utilizarse como portador de energía en forma de amoníaco o metanol para permitir un transporte seguro y de larga distancia.

Sus usos industriales actualmente incluyen el hidrotratamiento de crudos y biomasa en el refinado, así como la producción de productos químicos y fertilizantes.

La producción de hidrógeno también puede clasificarse a grandes rasgos en función de las emisiones realizadas durante su proceso de síntesis:

·  El hidrógeno negro se produce quemando carbón para alimentar los procesos electrolíticos.

·  El hidrógeno gris se produce utilizando gas natural, también para alimentar la electrólisis.

·  El hidrógeno azul de nuevo utiliza gas natural para alimentar la electrólisis, pero en este caso el CO₂ emitido se captura y, o bien se reutiliza para otro tipo de aplicaciones, o bien se almacena.

·  El hidrógeno verde utiliza recursos renovables como la energía eólica, la solar y la hidráulica para hacer funcionar la electrólisis. Esta forma de producción de hidrógeno es verdaderamente de cero emisiones.

Desafíos

Existen múltiples retos para el uso del hidrógeno como fuente de combustible renovable viable. Ya hay un número considerable de países y empresas que invierten en dicho elemento, pero para que sea realmente rentable, se necesitan muchas más.

Su almacenamiento y transporte también son retos a futuro. El peso y el volumen de los sistemas de almacenamiento de hidrógeno son actualmente demasiado elevados, lo que hace que la autonomía de los vehículos de largo recorrido no sea la más adecuada en comparación con el petróleo convencional. Debido a la naturaleza del hidrógeno, los tanques de almacenamiento deben ser más grandes de lo que se requiere para el mismo volumen de hidrocarburos, y también una elevada presión para lograr una densidad energética que sea realmente práctica.

Por último, hay que mejorar la infraestructura existente, que actualmente está orientada a los combustibles fósiles. La adopción a gran escala de la tecnología de las pilas de combustible de hidrógeno para aplicaciones de automoción requerirá una nueva infraestructura de repostaje para apoyarla. Sin embargo, muchas de las tuberías existentes podrían reutilizarse para el transporte de hidrógeno.

Estandarizaciones

Existen normativas en diferentes sectores para definir la calidad del hidrógeno. Por ejemplo, la norma EN 17124 es específica para los vehículos de pila de combustible, mientras que la ISO 14687 define las características en las redes de distribución. En todos los casos, es necesario controlar la pureza del hidrógeno para que esté libre de otros materiales que lo puedan contaminar. Estas impurezas pueden ser otros hidrocarburos (metano) o contaminantes (nitrógeno, azufre, oxígeno, CO, CO2, agua y otros halógenos).

Soluciones de MTB para el análisis hidrógeno

PAC y AC han desarrollado una serie de aplicaciones basadas en la cromatografía de gases para analizar las impurezas del hidrógeno, desde el análisis del CO, el CO2, metano y otros hidrocarburos, así como helio, nitrógeno, oxígeno y argón, con equipos customizados con soluciones “llave en mano” link a equipos customizados web mtb.

Además, AC también propone los análisis de compuestos de azufre totales y específicos mediante GC-SCD (como ocurre con el caso del SeNse de AC) 

Además, los sistemas GC-MS pueden analizar los compuestos halogenados, ácido fórmico y formaldehído, entre otros.