Un paso más para llegar a la era del hidrógeno
( Creces, Septiembre 2005 )
La mala noticia es que estamos próximos a agotar las reservas de energía fósil, las que han hecho posible el desarrollo del mundo moderno actual. La buena noticia es que si estas se agotan, se alejaría el fantasma del calentamiento de la Tierra y del efecto invernadero.
La incógnita está en el reemplazo de esa energía, que hasta ahora fue tan abundante, barata y fácil de distribuir y utilizar. ¿Existe realmente un sustituto energético abundante, de bajo precio y con la misma facilidad de distribución y adaptación para los diferentes tipos de requerimientos?
La respuesta no es fácil. A primera vista parecería que el hidrógeno podría ser el sustituto ideal. Es abundante y no contamina, ya que su utilización daría como subproducto solamente agua, al menos cuando se utilice en las llamadas celdas de combustible, diseñadas para producir electricidad (Celda de combustible: la energía del futuro). Teóricamente, su abastecimiento estará garantizado, ya que es el elemento más abundante en el universo. Pero desgraciadamente en la Tierra, él está casi siempre unido a otros elementos, y el liberarlo requiere más energía que la que el mismo libera como combustible. Mas aún, su uso presenta problemas para su mantención y distribución (El hidrógeno para reemplazar la energía fósil). Hay conciencia de las dificultades, a las que encontrarles solución, en el mejor de los casos, llevaría bastante tiempo. Mientras tanto algunos posibles indicios comienzan a aparecer.
En la reunión reciente celebrada por la "American Chemical Society", dos equipos de investigadores se refirieron a una posibilidad de extracción de hidrógeno a partir de productos de deshecho, lo que podría significar un paso más para la esquiva economía del hidrógeno.
En el primer relato, investigadores de Pennsylvania y Georgia describieron una nueva catálisis que convierte el sulfito de hidrógeno (H2S), un contaminante abundante de las perforaciones de gas natural, a gas de hidrógeno (H2). El otro equipo de investigadores de Indiana describió un nuevo proceso para recuperar H2 a partir de compuestos basados en silicón, que abre las puertas a una nueva forma de generar y almacenar hidrógeno.
Los comentarios de los que escucharon las presentaciones, mostraron dudas acerca de sí estas tecnologías tenían realmente un sentido económico para generar hidrógeno. Con todo, hubo consenso que por lo menos constituyan aproximaciones promisorias.
El tratar de utilizar productos de deshechos para recuperar substancias químicas, no es nuevo. El H2S rutinariamente se convierte a dióxido de azufre (S02), como parte de un proceso para generar ácido sulfúrico, el que es ampliamente usado en la industria química. Pero aun cuando la reacción trasforma el azufre del H2S en un valioso producto de consumo (ácido sulfúrico), no existe la posibilidad que lo mismo suceda con el hidrógeno, en lugar que éste se transforme en agua.
El investigador Israel Wachs de Lehigh University, en Bethlem, Pennsylania, y Andrew Gibson en Atlanta, usando la catálisis basada en vanadium para convertir H2S en SO2, pudieron generar H2 en lugar de agua. Primero el monóxido de carbono (CO) reacciona con el H2S, mediante una reacción conocida de hace tiempo para generar H2 y otro compuesto llamado carbonil-sulfato (COS), un producto tóxico. Luego el COS es llevado a otra cámara, donde reacciona con oxígeno mediante una catálisis de óxido de vanadio, para formar SO2 y CO. Posteriormente el CO se lleva a la primera cámara para generar más H2.
A diferencia de la tecnología corriente utilizada para obtener de H2S el H2, que extrae el CO necesario para la reacción generadora de hidrógeno del costoso gas natural, la nueva aproximación genera CO continuamente, degradando el COS tóxico. Gibson hace notar que el proceso no sólo puede ser útil para inducir la futura economía del hidrógeno, sino también para reducir el costo de refinación de la gasolina, proporcionándole el H2 necesario para eliminar el azufre del petróleo crudo.
El químico Mahdi Abu-Omar y sus colegas de la Universidad de Purdue, presentaron un procedimiento muy diferente para generar hidrógeno. Ellos lo descubrieron mientras observaban la nueva catálisis para convertir el silicón orgánico-base líquida, llamado organosilano, en silanol, en un compuesto de mayor valor, usado en la industria química. Los investigadores estaban trabajando con la catálisis basada en rhenium, que agregaban a los organosilanos y al agua. Encontraron que la catálisis de rhenium, no sólo convertía eficientemente los organosilanos en silanoles, sino que también generaba gran cantidad de hidrógeno. Según Omar, los organosilanos podían ser una forma atractiva de almacenar hidrógeno para que posteriormente éste fuese usado en celdas de combustibles, dado que los organosilanos y silanoles son líquidos y por lo tanto fáciles de transportar.
Abu-Omar hizo notar que estos compuestos son de alto costo de producción y la industria los genera en pocas cantidades. Sin embargo, Joseph Sadighi, un experto en catálisis del Massachusetts Institute of Technology, señaló que catalizadores relacionados pueden reaccionar con otros silicones-base líquida llamado PMHS, que se producen en grandes cantidades, como subproducto de la industria del silicón. Transformando estos u otros abundantes compuestos, podría hacerse posible el uso de hidrógeno como nuevo combustible. (Science vol. 309, septiembre 16 del 2005).