El Tamiz

La Purdue University ha desarrollado un sistema que podría ayudar a alcanzar una futura “economía del hidrógeno”. Su dispositivo produce hidrógeno a partir de agua bajo demanda utilizando bolas de aluminio y galio. El hidrógeno puede entonces utilizarse quemándolo o en una célula de combustible.

Los procesos químicos que producen hidrógeno a partir de agua son conocidos desde hace muchísimo tiempo, pero los ingenieros de la Purdue University han diseñado uno muy eficaz y económicamente viable (aunque, como veremos, no exento de obstáculos para su comercialización).

Básicamente, el sistema funciona de la siguiente manera: cuando se mezclan agua y unas pequeñas bolas de una aleación de aluminio/galio, el agua y el aluminio reaccionan y se forma óxido de aluminio, lo cual libera el hidrógeno. Esta reacción es violenta y muy exotérmica, de modo que en el uso cotidiano del dispositivo, el agua se añadiría poco a poco al aluminio. Al ser la reacción tan rápida, es posible generar hidrógeno bajo demanda, es decir, producir la reacción según se necesite utilizar el gas en vez de tener que transportalo como ahora.

El galio es importante por dos razones: en primer lugar, el aluminio sólido no reacciona espontáneamente con agua (o nuestras cocinas serían trampas mortales), pero cuando está aleado con galio sí lo hace. Además, el galio evita que, según el aluminio va reaccionando con el agua, se forme una capa de óxido de aluminio sobre la superficie de la bola y la reacción se detenga. Con el galio, la bola reacciona completamente.

Cuando la reacción ha terminado, lo que se tiene por un lado es óxido de aluminio con galio (que no se gasta ni sufre ninguna transformación permanente, ya que está actuando de catalizador), y por otro, hidrógeno. En un motor o una célula de combustible, el hidrógeno al final se convertirá de nuevo en agua, de modo que el “motor” del proceso completo, a lo largo de un ciclo, es la conversión de aluminio en óxido de aluminio, y no hay emisiones gaseosas de ningún tipo salvo, en el caso de una combustión de hidrógeno, vapor de agua.

Entonces, el coche reemplazaría las bolas “gastadas” por otras “nuevas”, y las gastadas se reciclarían para obtener aluminio de nuevo. Por supuesto, aquí no hay magia: obtener aluminio del óxido de aluminio cuesta energía, de modo que estos sistemas serían “limpios” si el modo de obtener esa energía lo es. La ventaja fundamentales es, por lo tanto, que no hace falta contener ni transportar el hidrógeno durante mucho tiempo (como ocurre, por ejemplo, con los vehículos actuales propulsados por hidrógeno), lo cual abarata mucho el proceso.

Utilizando este sistema, un coche podría disponer de un depósito con las bolas de aluminio/galio y repostar agua. Cambiando la inyección de gasolina por inyección de hidrógeno y mezclando la aleación con el agua al ritmo deseado, el coche seguiría siendo de combustión interna, pero repostaría agua y, eventualmente, bolas de la aleación cuando se hubieran acabado.

Desgraciadamente, ahora mismo no es eficaz económicamente el hacer esto: el precio de “reciclar” la cantidad necesaria de óxido de aluminio para luego quemar el hidrógeno producido es mayor que el de la gasolina. Por supuesto, parte del problema es que el coche tiene que acarrear las bolas de aleación todo el tiempo, un depósito lleno de estas bolas pesaría unos 150 kilos.

Sin embargo, hay esperanzas de utilizar el sistema de manera eficaz:

Cuando se desarrollen células de combustible adecuadas, el hidrógeno generado podrá ser entonces utilizado por la célula, aumentando el rendimiento hasta un 75%. En este caso, con los costes de producción actuales, un coche de “aluminio/galio/agua” competiría económicamente con uno de gasolina. Además, los beneficios de no depender de un combustible fósil hacen el aspecto económico secundario, pero todos sabemos que un sistema que no compita económicamente no tendrá futuro comercial.

Por otro lado, puede aumentarse el rendimiento haciendo que el calor producido en la reacción sea utilizable de alguna manera. Este calor es casi tan grande como la energía generada con el hidrógeno producido en ella, y si se aprovechase de manera directa o indirecta, el sistema sería aún más eficaz y un contendiente “energético” a tener en cuenta.

Para saber más: Artículo en Physorg.

El texto de Motores de agua y aluminio , por Pedro Gómez-Esteban, salvo donde se mencione explícitamente, está publicado bajo Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 2.5 Spain License.