Giancarlo Elia Valori*
El uso de la energía del hidrógeno se refiere a la transformación del hidrógeno en electricidad, energía térmica, etc. El hidrógeno es una energía obtenida a través del gas natural, la electrólisis del agua, la fotosíntesis solar y otras formas, a diferencia del carbón, el petróleo y el gas natural que sólo pueden extraerse del suelo.
El descubrimiento del hidrógeno se atribuye al químico y físico británico Henry Cavendish (1731-1810). Pero ya en el siglo XVI, el conocido Paracelso (1493-1541) declaró que se produce un gas cuando la limadura de hierro y el ácido entran en contacto; en el siglo XVII, el químico y médico flamenco Jean Baptiste van Helmont (1579-1644) accidentalmente permaneció expuesto a este gas, pero no lo aisló ni siquiera lo recogió. El irlandés Robert Boyle (1627-91) recogió este gas por accidente, pero no llevó a cabo ninguna investigación.
Todo lo que sabíamos es que era combustible y nada más. En 1700 el farmacéutico francés Nicolas Lémery (1645-1715) lo mencionó en el Informe a la Academia de Ciencias de París.
Cavendish fue el primero en recolectar y estudiar el hidrógeno, pero su comprensión del mismo era incorrecta: creía que el agua era un elemento y el hidrógeno era agua con demasiado “flogisto” (un nombre dado por los químicos del siglo XVIII a una sustancia hipotética que se desharía de los compuestos por combustión o calcinación, de los cuales constituiría el principio de inflamabilidad).
Sólo en 1782, Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-94) dejó claro que el agua no era un elemento sino un compuesto. En 1787 llamó a ese gas inflamable hidrógeno, que significa “productor de agua”, y confirmó que era un elemento.
Como combustible para motores de combustión interna, el hidrógeno es una aplicación reciente. El uso del hidrógeno en motores de combustión interna tiene una larga historia.
El primer motor de combustión de hidrógeno interno en la historia de la humanidad se remonta a 1807, cuando el político e inventor naturalizado suizo Francés François Isaac de Rivaz (1752-1828) hizo un motor de hidrógeno de combustión interna de un solo cilindro.
Sin embargo, debido a la limitación del nivel tecnológico de la época, la producción y el uso del hidrógeno eran mucho más complicados que el uso de recursos como el vapor y la gasolina. Por lo tanto, los motores de combustión interna de hidrógeno se vieron abrumados por los motores de vapor, diesel, gasolina, etc.
Durante la Segunda Guerra Mundial, el hidrógeno fue utilizado para alimentar el cohete V2. En 1960, el hidrógeno líquido se utilizó por primera vez como combustible para la energía espacial. En 1970, la malograda nave espacial Apolo 13 lanzada por Estados Unidos utilizó hidrógeno líquido para su cohete de despegue. El hidrógeno se ha convertido en un combustible común en la industria de los misiles. Y todo ello, a partir del V2, gracias al científico alemán Werner von Braun (1912-1977).
Para los transbordadores espaciales modernos, es más importante reducir el peso del combustible y aumentar la carga útil. La densidad energética del hidrógeno es muy alta, es decir, tres veces mayor que la de la gasolina normal, esto significa que el space shuttle [transbordador espacial] utiliza hidrógeno como combustible y su peso se puede reducir en 2/3 en comparación con un “lleno” de combustible tradicional, lo que sin duda es extremadamente beneficioso para las naves espaciales.
Los científicos están estudiando una nave espacial con “hidrógeno sólido”. El hidrógeno sólido se utiliza como material estructural y como combustible energético de la nave espacial.
A finales de la década de 1980 se demostró públicamente una variedad de vehículos de pila de combustible y la posibilidad de reemplazar las baterías por celdas de combustible pequeñas a finales de la década de 1990.
En la década de 1910, frente a la contaminación ambiental y otras crisis, las pilas de combustible de hidrógeno se están desarrollando rápidamente y cada vez más vehículos de hidrógeno están comenzando a entrar en el mercado.
La energía del hidrógeno se ha convertido en objeto de intensas investigaciones en varios países: y las nuevas energías se enfrentan obstinadamente a la difícil situación actual en la que se encuentra el planeta. Según una encuesta del Departamento de Energía de Estados Unidos, en los últimos años, los países industrializados de todo el mundo han invertido en el desarrollo de la energía del hidrógeno, con un aumento anual del 20,5% en la inversión. Los Estados Unidos siempre han dado importancia a la energía del hidrógeno. En 2003, la administración Bush II invirtió US$ 1.7 mil millones para lanzar el plan de desarrollo de combustible de hidrógeno y presentó proyectos de desarrollo clave como la tecnología de producción de energía de hidrógeno industrial, la tecnología de almacenamiento y la aplicación directa de la energía de hidrógeno. En febrero de 2004, el Departamento de Energía de los Estados Unidos anunció el “Plan de acción para la investigación, el desarrollo y la demostración de tecnologías de energía del hidrógeno”.
El desarrollo económico del hidrógeno en los Estados Unidos ha pasado de la fase de aplicación sistemática a la fase de evaluación y formulación de políticas. La primera central de hidrógeno se estableció en los Estados Unidos en mayo de 2004: una central eléctrica doméstica de tercera generación, un dispositivo fijo de producción de hidrógeno en California, comenzó su experimentación.
En julio de 2005, la alemana Daimler Chrysler (1998-2007), uno de los principales fabricantes mundiales de pilas de combustible de hidrógeno, desarrolló con éxito el “vehículo batería de quinta generación” en los Estados Unidos, estableciendo un registrador de datos de viaje para vehículos de pila de combustible en automóviles: una distancia de viaje completa de 5.245 km, a una velocidad máxima de 145 km/h.
En cambio, en China, la estrategia de desarrollo energético se centra en el desarrollo estratégico de la economía nacional, ya que la energía fósil de China ha demostrado que todavía tiene pocas reservas recuperables: el carbón asciende a 114,5 mil millones de toneladas, la cantidad de petróleo a 3,8 mil millones de toneladas, las reservas de gas natural de 1,37 billones de metros cúbicos, que representan el 11,6%, el 2,6% y el 0,9% de las reservas mundiales, respectivamente.
China tiene una gran población y recursos per cápita insuficientes. Las reservas recuperables de carbón per cápita son sólo la mitad de la media mundial y el petróleo es sólo de 1/10. El consumo de energía per cápita está obviamente rezagado, al igual que la recuperación energética del transporte.
Al mismo tiempo, los gases de escape de los automóviles se han convertido en el factor más importante de la contaminación atmosférica, en particular la contaminación urbana. De esta manera, la búsqueda de nuevas energías limpias es de particular importancia para el desarrollo sostenible de China.
Durante los recientes planes quinquenales, el Ministerio de Ciencia y Tecnología ha incluido la investigación y el desarrollo de vehículos de pila de combustible y tecnologías conexas en el Plan Nacional de Ciencia y Tecnología de la Construcción. En enero de 2002, la Academia China de Ciencias puso en marcha un importante proyecto del Plan de Acción Estratégico para la Innovación Científica y Tecnológica. La atención se centra en el motor de pila de combustible con membrana de intercambio de protones de alta potencia y tecnología de energía de hidrógeno.
El Instituto de Física Química y la Academia China de Ciencias se basan principalmente en el Plan Estatal de Desarrollo de Alta Tecnología (Programa 863) —Gran Proyecto para Vehículos Eléctricos— del Ministerio de Ciencia y Tecnología. La investigación y el desarrollo de motores de pila de combustible de 75KW y 150 KW. La investigación y el desarrollo de motores de celda de combustible de 75KW y 150KW y de energía de hidrógeno está avanzando en el campo de la tecnología con derechos de propiedad intelectual independientes.
Esta tecnología líder en el mundo ayudará a China a entrar en la era de la energía del hidrógeno lo antes posible. Además de los automóviles y autobuses de pila de combustible, China ha desarrollado con éxito un total de más de 2.000 km en operaciones experimentales. Esto indica que China tiene la capacidad de desarrollar motores de pila de combustible impulsados por hidrógeno. Cuando se celebraron los Juegos Olímpicos de Pekín 2008 y la Exposición Universal de Shanghái 2010, se probaron con éxito los primeros coches de pila de combustible.
* Copresidente del Consejo Asesor Honoris Causa. El Profesor Giancarlo Elia Valori es un eminente economista y empresario italiano. Posee prestigiosas distinciones académicas y órdenes nacionales. Ha dado conferencias sobre asuntos internacionales y economía en las principales universidades del mundo, como la Universidad de Pekín, la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Universidad Yeshiva de Nueva York. Actualmente preside el «International World Group», es también presidente honorario de Huawei Italia, asesor económico del gigante chino HNA Group y miembro de la Junta de Ayan-Holding. En 1992 fue nombrado Oficial de la Legión de Honor de la República Francesa, con esta motivación: “Un hombre que puede ver a través de las fronteras para entender el mundo” y en 2002 recibió el título de “Honorable” de la Academia de Ciencias del Instituto de Francia.
Artículo traducido al español por el Equipo de la SAEEG con expresa autorización del autor. Prohibida su reproducción.
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