Hidrógeno
Hidrógeno
El hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica.
Es el elemento químico más ligero que existe, su átomo está formado por un protón y un electrón y es estable en forma de molécula diatómica (H2).
En condiciones normales se encuentra en estado gaseoso y es insípido, incoloro e inodoro.
Es muy abundante en la Tierra, constituyendo aproximadamente el 75% de la materia del Universo, pero se combina con otros elementos como el oxígeno para formar moléculas de agua, o con el carbono para formar compuestos orgánicos. Por lo tanto, no es un combustible que pueda tomarse directamente de la naturaleza, sino que es un vector energético (como la electricidad) y, por lo tanto, hay que "fabricarlo".
Hidrógeno usos
Los dos usos principales del hidrógeno son la pila de combustible para producir electricidad y los motores de combustión interna, que queman hidrógeno para mover vehículos, cohetes (en el caso de la NASA) u otros.
En el caso de la pila de combustible, tiene un ánodo y un cátodo, separados por una membrana de intercambio de protones. El hidrógeno (H2) va al ánodo, donde se produce su reacción, separándose en dos protones y dos electrones. Estos últimos van a un circuito donde pueden utilizarse, por ejemplo, para encender una bombilla o en sistemas más complejos, como en un motor eléctrico de un automóvil. Una vez utilizados, los electrones se recuperan en el cátodo, donde se encontrarán con el oxígeno (O2) y los protones de hidrógeno que han atravesado la membrana, dejando como residuo agua (H2O) y calor.
Si comparamos una batería normal con una pila de combustible, podemos pensar que el proceso es similar, ya que ambas aprovechan una reacción química para la generación de energía eléctrica, sin embargo, la batería normal funcionará mientras dure la reacción química en su interior (en algún momento pierde su carga), mientras que la pila de combustible no perderá su carga mientras se le suministre hidrógeno.
Por otro lado, los motores de combustión interna tienen un funcionamiento similar al de los motores de gasolina, con la diferencia de que en éstos no hay quema de combustibles fósiles, sino de hidrógeno. Este tipo de motor no tiene una norma de cero emisiones, pero su combustión es más limpia que la de los combustibles fósiles.
Propiedades del hidrógeno
El átomo de hidrógeno es el más ligero que se conoce (masa atómica de 1,00794) y tiene un solo electrón en su capa exterior, por lo que su valencia es 1. Es un átomo altamente oxidable y no metálico con un solo protón en su núcleo.
Propiedades físicas del hidrógeno
En condiciones ordinarias de presión y temperatura, el hidrógeno se comporta como un gas incoloro e inodoro. Sin embargo, es posible licuarlo (convertirlo en líquido) a altas presiones, como ocurre en el corazón de las estrellas o en los tanques de refrigeración en los que se utiliza hidrógeno líquido como refrigerante.
Características del hidrógeno
- Lugar en la tabla periódica = 1
- Peso atómico = 1,00794
- Símbolo = H
- Fusión = 259,3°C
- Ebullición = 252,87°C
- Volumen atómico 14,24