energías del mar

Entrevista a José Luis García Fierro, investigador del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC

"En 4 o 5 años un 10% de los coches funcionará con pila de combustible"

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Más de 400 artículos en revistas especializadas, 120 conferencias, 7 libros y 10 patentes avalan a este químico que trabaja en el Departamento de Estructura y Reactividad del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Una autoridad mundial en pilas de combustible de hidrógeno que vaticina "una verdadera revolución". – A principios de mes el grupo automovilístico Daimler Chrysler anunció que invertirá 166.000 millones de pesetas, hasta 2004, en la tecnología de pilas de combustible. Todo parece indicar que el hidrógeno está cada vez más preparado para sustituir al petróleo.
Es cierto. Las investigaciones desarrolladas en los últimos años demuestran que estamos ante una verdadera revolución con grandes implicaciones para la sociedad. Ya existen coches fabricados en serie que queman hidrógeno en un motor de explosión como los habituales (ver información sobre el BMW 750 hl en la sección Otras fuentes). Y comienzan a surgir prototipos de distintas marcas que funcionan con pilas de combustible a partir del hidrógeno.

– Entonces, quemarlo no es lo mismo que utilizarlo como fuente de energía en las pilas de combustible.
No. El hidrógeno (H2) se puede quemar en un motor térmico del mismo modo que se quema la gasolina. Al mezclarlo con oxígeno (O2) se produce agua y calor, que acaba transformándose en energía mecánica. La ventaja es que el hidrógeno no produce contaminantes como dióxidos de azufre (SO2), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos no quemados, dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero; sólo produce vapor de agua. La opción de la pila de combustible es mucho más interesante. Permite un proceso de oxidación del hidrógeno pero a temperatura ambiente; es una oxidación débil, no violenta, que produce electricidad en lugar de calor. Éste es el concepto en el que más están trabajando las empresas automovilísticas y los centros de investigación.

– Cuando Daimler Chrysler, por ejemplo, es capaz de asumir inversiones como las anunciadas es que prevén resultados seguros.
A mediados de la década de los 90 Daimler Chrysler creó un grupo de investigación totalmente cerrado, con expertos procedentes de distintas especialidades y con el único objetivo de desarrollar la pila de combustible de hidrógeno. Además, tienen un acuerdo con la empresa canadiense Ballard, con mucha experiencia en pilas de combustible poliméricas. Pues bien, aunque llevan más de cinco años trabajando aún no han publicado una sola línea de lo que están haciendo. La comunidad científica sólo está esperando que peguen el bombazo y salgan cualquier día diciendo "aquí está la patente más desarrollada para empezar a fabricar automóviles en serie". (En la foto, el prototipo Necar de Daimler Chrysler).

– ¿Dónde radican las mayores ventajas de las pilas de combustible?
En su eficiencia energética y en sus nulos impactos ambientales. A las emisiones cero de la pila hay que añadir una eficiencia de 2 a 3 veces superior a la del motor térmico convencional. Un coche que gasta un número determinado de litros de gasolina para hacer 100 km, si dispusiera de pila de combustible podría recorrer hasta 300 km con un gasto energético equivalente a esa gasolina.

– Las petroleras pueden decir que por ahí no pasan
No es cierto porque las petroleras están en condiciones de dominar el mercado de la fabricación del hidrógeno o del metanol. Además, algunas de las vías de producción del hidrógeno por métodos químicos parten de los hidrocarburos.

– ¿Cuándo circularán coches con pila de combustible por las carreteras?
Son números estimativos pero se calcula que dentro de 4 o 5 años, un 10% de vehículos funcionará ya con pila de combustible.

Cómo funciona la pila de combustible

La pila consta de dos electrodos, ánodo y cátodo, ambos de platino. En el ánodo se realiza la reacción del hidrógeno, que se disocia y da 2 protones y 2 electrones. En el cátodo, el oxígeno toma los dos electrones y produce ion óxido (O2-). El proceso global es que el hidrógeno más el oxígeno da agua más electricidad. En medio hay una membrana polimérica a través de la que circulan los protones. En cambio, los electrones van por fuera y son los que utilizaría el motor.
Vías de producción de hidrógeno

A. Métodos físicos
1. Impacto electrónico
2. Descarga eléctrica pulsada
B. Métodos químicos
1. Electrólisis del agua
2. Pirólisis de hidrocarburos
3. Conversión del gas natural
4. Gasificación de carbón
5. Gasificación de biomasa
6. Ciclo térmico combinado
7. Disociación térmica
8. Disociación fotocatalítica
del agua
9. Oxidación parcial de
metanol e hidrocarburos






















Una membrana más eficaz

Una de las líneas de investigación en las que está trabajando el equipo de José Luis García Fierro es la experimentación con nuevos materiales para el ánodo y el cátodo y, sobre todo, en el desarrollo de nuevas membranas capaces de rendir plenamente a temperaturas de 100° C. Las compañías de automóviles están investigando la posibilidad de emplear metanol en lugar de trabajar directamente con hidrógeno porque es más simple y manejable. La cuestión es encontrar un conversor del metanol al hidrógeno que sea eficaz ya que las pilas de combustible clásicas sufren problemas de cortocircuitos operando a temperaturas bajas cuando se alimentan con agua y metanol. Esas pilas utilizan membranas denominadas nafión porque están fabricadas a partir de este polímero fluorado con grupo sulfónico –así de complejo es el argot de los químicos–. El equipo de García Fierro ha patentado una membrana de moléculas parecidas a los pigmentos de la clorofila o a la hemoglobina de la sangre, que permite una conducción de los protones mucho mejor que la que se consigue con las membranas nafión. La mayor parte de las actuales investigaciones alrededor de las pilas de combustible se centran en estas membranas y en el proceso de conversión del metanol en hidrógeno. El metanol (CH3OH) es un alcohol que se produce por síntesis a partir del gas natural, o por gasificación de carbón o biomasa.

Más información: José Luis García Fierro. E-mail: jlgfierro@icp.csic.es

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