Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

El Hidrógeno: el cambio a una economía sustentable.

Dr. Arturo Fernandez Madrigal / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Centro de Investigación en Energía de la Universidad Nacional Autónoma de México, campus Morelos.
Dr. Ulises Cano Castillo / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto de Investigaciones Eléctricas
Archivo: Energías Alternativas

El hidrógeno es un gas que se emplea en la industria desde hace más de 100 años, en ocasiones como materia prima, como agente reductor o como refrigerante, en industrias tan diversas como la alimenticia, la electrónica, la química, la metalúrgica, la industria del petróleo y en la industria eléctrica. Esto significa que el hidrógeno es bien conocido por la industria moderna desde la generación del mismo, su almacenamiento y sobre todo su manejo en diferentes aplicaciones. Esto también quiere decir que se ha establecido una muy amplia normatividad para su manejo y se acumulado una vasta experiencia en su uso y manejo seguro. Como producto de estas experiencias acumuladas se ha logrado establecer una adecuada infraestructura de produccion, manejo y distribución, la cuál permite su manejo de manera segura.
          Sin embargo, el uso del hidrógeno como un combustible sólo se ha dado en algunas aplicaciones prácticas. A mediados del siglo XX, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de Estado Unidos (NASA) lo comenzó a utilizar en los sistemas de propulsión de sus cohetes espaciales, debido a su gran contenido energético, ya que por cada gramo de su peso posee casi tres veces más energía que los combustibles tradicionales, como son; la gasolina, el diesel, el metano y el propano.
Su gran contenido energético hace del hidrógeno una opción muy atractiva para convertirse en el combustible del futuro no sólo en aplicaciones espaciales, sino tambien en aplicaciones comunes y cotidianas de nuestra vida diaria.
          Las bondades del hidrógeno como combustible pueden ser ampliamente aprovechadas si este gas es transformado en electricidad mediante un dispositivo altamente eficiente llamado celdas de combustible, así como también como un sustituto de la gasolina en los motores de combustión interna que mueve a los actuales automóviles.
Un atractivo adicional, es que al ser empleado como combustible, ya sea transformándolo para generar electricidad en motores de combustión interna ó en celdas de combustible, éste gas reacciona con oxígeno y el único subproducto o emisión que genera es agua 100% pura. Ello quiere decir que el uso de hidrógeno en substitución de la gasolina y otros productos derivados del petróleo, ofrece la posibilidad de construir sistemas energéticos verdaderamente libres de emisiones perjudiciales a la salud y al ambiente
Al igual que la gasolina, el hidrógeno es una sustancia que no existe libre en la naturaleza y debe ser extraído de otras fuentes que lo contengan. Algunas de ellas son los propios combustibles fósiles, cualquier materia orgánica y el agua, entre otras.
           La tendencia tecnológica en la producción de hidrógeno es evidentemente hacia la forma sustentable, es decir empleando tanto materia prima renovable como fuentes de energía, también renovables.
Vale la pena mencionar que si bien, el hidrógeno obtenido a partir de fuentes renovables de energía constituye el eje de un sistema verdaderamente limpio y sustentable, algunas de las tecnologías que pueden hacer este escenario una realidad, están todavía bajo desarrollo e implementacion. Sin embargo, estas tecnologías van siendo cada vez más maduras y los cambios habrán de llegar. Al conjunto de estas tecnologias, de produccion, almacenamiento y usos del hidrógeno como combustible se le conce como las Tecnologias del Hidrógeno, las cuales nos ayudaran a realizar el transito de una actual economía basada en el petróleo, otra nueva economía basada en el uso del hidrógeno. La transición a esta nueva economía es siendo gradual y contundente.
En este proceso de transición existen diversas oportunidades tecnológicas que como país debemos aprovechar, ya que al no existir conceptos universales sobre la manera de cómo integrar los sistemas energéticos basados en el uso de hidrógeno como combustible, México tiene la oportunidad de realizar sus propias propuestas. Ademas de que nuestro pais, especialmente considerando como en vias de desarrollo es más propicio para la transformación del sector energético tradicional. Al igual que otros países, México tiene una de las tasas más grandes de crecimiento de demanda eléctrica, lo cual habre la posibilidad de satisfacer dicha demanda con estas tecnologias basadas en fuentes renovables de energía.
         En este sentido en el Centro de Investigación en Energía se realizan investigaciones relacionadas con nuevos métodos de producción de hidrogeno, utilizado la reformación catalítica del bioetanol empleando nuevos materiales catalíticos. También se trabaja en el desarrollo del proceso de la fotoelectrolisis, con el cual se obtiene hidrógeno y oxigeno a partir de la separación del agua mediante el uso de la energía solar. Se encuentra en desarrollo los estudios de las adaptaciones a motores de combustión interna para que empleen hidrógeno, en lugar de la gasolina o gas natural. Se trabaja activamente en el desarrollo de materiales electrocatalizadores para su aplicación en dispositivos denominados celdas de combustible unificadas, con lo cual se podrá integrar el generador de hidrógeno (electrolizador) a una celda de combustible. Asimismo, en el grupo de Celdas de Combustible del Instituto de Investigaciones Eléctricas se encuentra desarrollando componentes auxiliares para sistemas con celdas de combustible que generen entre 2 y 5kW de potencia eléctrica. También está integrando junto con ingenieros de otras instituciones y el propio grupo compuesto por cinco investigadores, proyectos de aplicaciones prácticas que aprovechen el uso de hidrógeno como combustible, así como las cualidades de eficiencia de conversión energética de las celdas de combustible.
El futuro energético mundial es previsto como un portafolio de diferentes tecnologías y fuentes energéticas dependientes en muchos casos de la ubicación geográfica de cada región, y debido a que México posee grandes recursos renovables, debido a su ubicación privilegiada, estos deben ser aprovechados para la generación de este nuevo combustible que permita establecer un desarrollo económico sustentable.
         Por tal motivo se deben realizar diversas acciones que promueva el desarrollo de estas Tecnologías, las cuales deberan permitir la formación de recursos humanos y actividades de vinculación entre el sector productivo y la academia para la implementación y proyectos que permitan la difusión e integración de las Tecnologías del Hidrógeno. Y en este sentido, es necesario el establecimiento de politicas publicas que contribuyan al desarrollo, investigacion e inovacion en de esta fuente de energía.


Arturo Fernández Madrigal cursó la carrera de Ingeniero Químico, en la Facultad de Química de la UNAM,y la maestría y doctorado en la Facultad de Ciencias de la UNAM con la especialidad en Ciencia de Materiales. Sus líneas de trabajo consisten en el estúdio y preparación de recubrimientos selectivos a la radiación solar, así como la caracterización óptica de materiales absorbedores para su empleo en la conversión fototérmíca y fotovoltaica, y la preparación de celdas solares. Asimismo, trabaja en la producción de hidrógeno mediante el proceso de la fotoelectrolisis. Ha sido presidente de la Sociedad Mexicana del Hidrogeno A.C., Tesorero de la Asociación Nacional de Energia Solar y Presidente del Comité Nacional de Normalización NESO 13 que emitido diversas normas nacionales sobre energía solar. Actualmente Jefe del Departamento de Materiales Solares del CIE-UNAM


Ulises Cano Castillo es egresado de la Facultad de Química de la UNAM. Realizó un doctorado en la Universidad de Oxford. Se ha especializado en sistemas de conversión de energía electroquímica, tales como baterías, celdas de combustible y generadores electrolíticos de hidrógeno. Es cofundador y ex presidente de la Sociedad Mexicana del Hidrógeno. Llegó a ser segundo vicepresidente del consorcio técnico multinacional de Fuelcells Propulsion Institute. Actualmente es miembro del Comité Ejecutivo del Acuerdo de Celdas de Combustible de la Agencia Internacional de Energía. Coordina al grupo de Hidrógeno y Celdas de Combustible del Instituto de Investigaciones Eléctricas donde labora desde hace 22 años