Ya 'casi' tenemos hidrógeno para autos

publicado el 03 de febrero de 2013 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

Otro equipo más, entre algunas decenas por todo el mundo, ahora con investigadores de las universidades Princeton y Rutgers, anuncia que casi tiene la solución para producir hidrógeno de forma barata y segura, y sustituir nuestras fuentes de combustible contaminantes por agua simple, compuesta por moléculas con dos hidrógenos y un oxígeno. El problema está en separar esos átomos sin emplear más energía que la producida luego por el hidrógeno. Y hasta ahora se tienen métodos amistosos con el medio ambiente, pero de alto precio.

La nueva investigación se inspira en las bacterias para obtener hidrógeno del agua a partir de enzimas que catalizan el proceso de forma segura y con mínimo consumo de energía.

Cuando el Big Bang expandió el espacio hasta reducir la temperatura a los niveles en que los quarks agitados en una sopa de inimaginable calor pueden unirse en protones, y éstos atrapan electrones, tuvimos el primer elemento: hidrógeno primordial de un protón y un electrón, también llamado protio, del griego protos=primero. Las inmensas nubes de hidrógeno se compactaron por acción de su propia gravitación y se encendieron las primeras estrellas cuando la inmensa presión fusionó los nuevos átomos, todos de hidrógeno, en un segundo elemento, helio.

El término hidrógeno significa "productor de agua", del griego ambas raíces: agua como en hidratar, hidrante; geno como en génesis, generar, gen. El primer investigador que constató la generación de agua por ese gas fue el inglés Henry Cavendish, hacia 1766. En su honor se llama Laboratorio Cavendish el cercano a Londres donde Joseph John Thomson descubrió el electrón a fines del siglo XIX y donde trabajó Bohr a principios del XX. Pero fue el francés Antoine Lavoisier quien acuñó el nombre, con las mencionadas raíces griegas, unos veinte años después, en 1783.

Aunque parte de aquel hidrógeno primordial se convirtió en elementos cada vez más pesados dentro de las estrellas, también sigue en forma de nubes con años luz de extensión por todo el universo, pero no es accesible para las necesidades de la industria y el transporte en la Tierra. En nuestro planeta el hidrógeno es muy escaso en estado puro, aunque lo tenemos abundante como parte del agua en océanos, nubes, ríos y lagos.

La fusión de átomos de hidrógeno es la más eficaz fuente de energía en el universo, es la que produce la luz de las estrellas. Desde hace 60 años se fusiona hidrógeno para bombas H. Ese proceso está descartado en un futuro próximo como fuente de energía controlada.

Podemos descartar la fusión de hidrógeno, pero no su poder explosivo, para el que basta una simple chispa, como deben advertir sus maestros a los jóvenes cuando realizan prácticas para acreditar química. El problema es que la electrólisis (ruptura de moléculas por medio de electricidad) consume energía. El consumo de energía debe ser muy inferior a la producida si va a ser el combustible limpio y abundante de este siglo. En conseguirlo están empeñadas universidades, gobiernos y marcas de autos. Una carrera que contaminaciones monstruosas, como la reciente de Pekín, y la inestabilidad de los países productores de petróleo, han acicateado.

Ya todas las marcas tienen autos prototipo corriendo en sus pistas de pruebas impulsados por hidrógeno. Tienen motores de explosión interna basados en los mismos principios que los que emplean ahora gasolina. El problema ha sido la carga segura de hidrógeno. Lo más sencillo sería cargar agua, separar el hidrógeno conforme se va usando y expulsar oxígeno como residuo puro y simple. En un tanque es más riesgoso que la gasolina porque al ser gas a temperatura ambiente escapa con facilidad a sus contenedores y alcanza la brasa de un cigarrillo, la chispa de una piedra contra el metal de un auto.

La solución es no tener estaciones cargadoras de hidrógeno, sino producirlo en el propio vehículo según lo pide el motor. Hay prototipos que emplean luz solar para romper las moléculas de agua.

El equipo de Princeton y Rutgers ha descubierto en las bacterias su método para emplear enzimas, una particular hidrogenasa, que mejora la catálisis y separa hidrógeno del agua por medio de componentes baratos y abundantes.

Lo más interesante, sin embargo, es el listado de las instituciones que apoyaron con fondos la investigación: Department of Energy, Office of Basic Energy Sciences, Division of Materials Sciences and Engineering. También el National Energy Research Scientific Computing Center. Y claro: los investigadores contaron con apoyos logísticos en las universidades a las que están adscritos.

Así es como se produce la ciencia de punta y con ésta las tecnologías que serán la fuente de la próxima revolución industrial.