Dihidrógeno

El dihidrógeno es la molécula más sencilla —dos átomos de hidrógeno unidos por un enlace covalente— y probablemente la más estratégica del siglo XXI. Su centralidad actual proviene de dos usos: ~75 Mt producidas al año como materia prima química (sobre todo para el Haber-Bosch y el refinado del petróleo, que consume H₂ para hidrocraquear hidrocarburos pesados y obtener gasolinas y para desulfurar los gasóleos) y un papel emergente como vector energético limpio en la descarbonización industrial.

Producción: hoy ~95 % del H₂ es «gris», obtenido por reformado de metano con vapor (CH₄ + H₂O → CO + 3 H₂ a 800 °C sobre un catalizador de Ni), y emite ~10 kg de CO₂ por kg de H₂ producido. El H₂ «azul» añade una etapa de captura y almacenamiento del CO₂ coproducido, lo que reduce la huella a ~1-2 kg de CO₂/kg. El H₂ «verde» procede de la electrólisis del agua (2 H₂O → 2 H₂ + O₂), con un consumo teórico de ~40 kWh/kg de H₂; es la vía de referencia para la descarbonización, siempre que se alimente con electricidad baja en carbono (renovable o nuclear). En 2024 su producción sigue siendo marginal (~1 Mt/año en el mundo), pero crece de forma exponencial: los objetivos europeos son 10 Mt de H₂ verde para 2030.

Energéticamente, el H₂ tiene un poder calorífico másico excepcional (120 MJ/kg, unas 3 veces el de la gasolina) pero una densidad volumétrica muy baja (8 g/L comprimido a 700 bar frente a 730 g/L de la gasolina), lo que complica el almacenamiento a bordo. Su pila de combustible (electrólisis inversa, H₂ + ½ O₂ → H₂O + electricidad) alcanza un rendimiento de ~60 % frente a ~25 % de un motor de combustión interna, pero la cadena completa «electricidad → electrólisis → almacenamiento → pila de combustible» baja a ~30 %, frente a ~85 % de una batería de ion-litio. Por eso hoy se favorece el H₂ para usos en los que las baterías no encajan (siderurgia, química pesada, transporte de larga distancia) y no como rival de los coches eléctricos de pasajeros.