El hidrógeno es el elemento químico más simple (formado solamente por un protón y un electrón) y más abundante del universo. Se encuentra principalmente en forma de gas hidrógeno (H2) en las estrellas y en los planetas gaseosos, y además aparece unido a otros elementos formando gran variedad de compuestos químicos, como el agua (H2O) y la mayoría de los compuestos orgánicos.
El gas hidrógeno es, en condiciones normales de presión y temperatura, incoloro, inodoro, no tóxico e inflamable, con un punto de ebullición de -252,77 ºC y un punto de fusión de -259,13 ºC. Puede reaccionar con oxígeno (O2) desprendiendo energía y formando agua. Esta reacción se conoce como combustión y en ella el hidrógeno es el combustible (1).
Hay otros materiales combustibles, como el carbón, gas natural, gasolina (petróleo), que se conocen como combustibles fósiles porque provienen de compuestos formados por la actividad de los seres vivos hace millones de años. Todos ellos pueden reaccionar también con oxígeno y producir energía. Por ejemplo, para el metano (gas natural) sería (2).
Nuestro sistema energético se basa en la utilización de estos combustibles. Vivimos por ello en lo que se ha denominado la «sociedad de los combustibles fósiles». Gran parte de las actividades que lleva a cabo el ser humano son posibles gracias a la energía de estos combustibles; por ejemplo para el transporte (coches, aviones, barcos), la calefacción de edificios, el trabajo de las máquinas, en la industria, etc.
Hay dos razones principales por las que es deseable sustituir los combustibles fósiles por el hidrógeno:
- La combustión del hidrógeno no contamina, sólo produce como subproducto agua (reacción 1), mientras que los combustibles fósiles producen CO2 (reacción 2) que queda en la atmósfera como contaminante y es uno de los mayores responsables de lo que se denomina "efecto invernadero".
- Las reservas de combustibles fósiles se agotarán tarde o temprano, mientras que el hidrógeno permanecerá inagotable.
Sin embargo, esta sustitución es complicada en el momento actual. En primer lugar, porque, a diferencia de los combustibles fósiles, el hidrógeno no se encuentra en estado libre en nuestro planeta, sino formando compuestos como el agua o la mayoría de los compuestos orgánicos; por lo tanto, es preciso desarrollar sistemas capaces de producirlo de manera eficiente. Por otro lado, sería necesario habilitar nuevas infraestructuras para el suministro de hidrógeno; en otras palabras, habría que construir una completa red de estaciones de servicio de hidrógeno o «hidrogeneras», lo cual implica una fuerte inversión.
El hidrógeno, por tanto, no puede ser considerado como una fuente primaria de energía -como los combustibles fósiles-, sino un medio para transportar energía, por lo que se le denomina vector energético. De esta forma, el hidrógeno se transformará en energía y calor de una forma eficiente y limpia, mediante un proceso químico conseguido en un equipo denominado «pila de combustible».
