¿Cómo producir hidrógeno a partir del agua?

El principal y más limpio método de obtención del hidrógeno -y el más limpio- es la electrólisis, un proceso que consiste en romper la molécula de agua mediante la aplicación de electricidad. Esto hace que el hidrógeno y el oxígeno se separen, quedando atrapados en el cátodo y en el ánodo respectivamente.

A partir del agua: Electrólisis

Mediante la electrólisis, el agua se descompone para formar hidrógeno y oxígeno. Realmente se trata de llevar a cabo el proceso inverso a la reacción de combustión de hidrógeno (3).

En cuanto al consumo de agua, se necesitan nueve litros para producir un solo litro de hidrógeno. Se está investigando con agua desalada o incluso con depuradora para buscar otras fuentes alternativa sal agua potable, pero ¿será un problema producir hidrógeno en un país con estrés hídrico ?

El hidrógeno verde hoy:

Se necesita agua ultrapura para producir hidrógeno verde.

Es necesario un volumen de 11.2 Nm³ (volumen del maletero de un gran vehículo utilitario o comercial) para almacenar solo 1 kg de hidrógeno, que es la cantidad que se requiere para recorrer aproximadamente 100 km.

Teniendo en cuenta todos estos factores, el precio del hidrógeno puede oscilar desde 3-4 €/kg hasta los 10 €/kg, aunque tomando como referencia el precio de venta en hidrogeneras de otros países, el hidrógeno cuesta actualmente entre 8 y 10 euros por kilogramo.

¿Cuánta masa de hidrógeno hay en una gota de agua? Usemos el volumen de una gota de agua que usa la comunidad científica. El volumen promedio aceptado de una gota de agua es exactamente de 0,05 ml. Resulta que hay más de 1,5 sextillones de moléculas en una gota de agua y más de 5 sextillones de átomos por gota.

Una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. La disposición en el espacio de estos átomos es peculiar. A un lado los de hidrógeno, con carga eléctrica positiva.

Está en el agua, junto con oxígeno, y se combina con el carbono para formar hidrocarburos como el gas, el carbón y el petróleo. Por ende, hay que separar al hidrógeno de las otras moléculas para usarlo como combustible. Y lograr esto requiere de grandes cantidades de energía, además de ser muy costoso.

La electrólisis necesita entre 11 y 15 kg por kg de hidrógeno. El reformado necesita entre 6 y 13 kg, más el agua de rechazo (link de la fuente aquí). En otras fuentes, como HYGEAR, fabricante de reformadores de Gas Natural, el consumo asciende a casi 24 kg de agua por kg de hidrógeno producido.

Esta mezcla de gases se obtiene por medio de la electrólisis del agua y es la suma de hidrógeno (combustible) y oxigeno (carburante). La electrólisis es un proceso electroquímico donde se produce una reacción química no espontánea, y una sustancia química se transforma en otra.

Actualmente, el kg de hidrógeno tiene un precio de unos diez euros y el consumo medio de un coche de hidrógeno es de 0,8 kg/100 km, lo que se traduce en aproximadamente ocho euros cada 100 kilómetros.

Fuente de energía renovable y limpia: Cuando se quema el hidrógeno no se liberan elementos contaminantes a la atmósfera. La reacción que produce el hidrógeno al ponerlo en contacto con el oxígeno- no produce emisiones contaminantes de CO2, sino agua, por lo que no contamina.

¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en un litro de agua (H2O)? 1 litro de agua pura y destilada suele pesar 1000 g. Si dividimos por el peso molecular del agua (2*1+16 = 18 g/mol) tenemos que en 1 l de agua hay 55,55 moles de moléculas de agua, o 55,55 moles de átomos de oxígeno más 111,11 moles de átomos de hidrógeno.

Debido a su baja densidad, el hidrógeno es un gas difícil de almacenar.

El hidrógeno puede ser almacenado como gas comprimido, como líquido y en estado sólido en sólidos compuestos.

Combinado con oxígeno, la llama de hidrógeno alcanza una temperatura de 2834 ° C..

En los próximos 10 años los costes de producción de hidrógeno verde (cuyo coste actual oscila en torno a los 3,5-5 €/kg), descenderán en un 70%, o incluso más, si los precios de la electricidad procedente de fuentes renovables siguen disminuyendo como hasta ahora.

Así 1 Kg de hidrógeno equivale a 2,78 Kg de gasolina, a 2,80 Kg de gasóleo y a unos 3 Kg de gas natural.

Por otro lado es uno de los combustibles más ligeros; 1 litro de hidrógeno líquido pesa solo 0,0708 kg, lo que equivale a una densidad de 70,8 kg/m³ (a 20 K).

¿Sabías que…? el cuerpo humano (porcentaje en masa) son: Oxígeno = 65%, Carbono = 18%, Hidrógeno = 10%, Nitrógeno = 3%, Calcio = 2%, Fósforo = 1%, Otros = 1%.

Dependiendo del tipo de materia va a tener más o menos átomos. Te pongo dos ejemplos simples. -Cuantos atomos de hidrógeno hay en un kilogramo: Como en 1 gramo hay 6,023e23 átomos de hidrógeno, en un kilogramo habrá 6,023e26 átomos de hidrógeno.

En la corteza terrestre, otros elementos abundantes son: por este orden, aluminio (Al) 7,5%, hierro (Fe) 3,4%, calcio (Ca) 3,4%, sodio (Na) 2,4%, potasio (K) 2,4%, magnesio (Mg) 2% e hidrógeno (H) 1%.

El oxígeno por sí sólo es un gas incoloro e inodoro. El hidrógeno por sí sólo es un gas incoloro e inodoro. Pero si los pones juntos para que compartan sus electrones, obtienes agua, una de las sustancian más complejas que se conozca del Universo.

La falta de hidrógeno en el organismo causaría el desequilibrio o desbalance en el pH corporal y en los electrolitos. Participa en la constitución de las moléculas orgánicas fundamentales de la materia viva.

El hidrógeno tiene aplicaciones principalmente industriales, para la producción de amoniaco, hidrogenación de aceites orgánicos comestibles y mantecas, síntesis de sorbitol, alcoholes, fibras sintéticas, etc.