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Volando con oxígeno, hidrógeno y luz solar

Escrito por Quimitube el 13 August


Recientemente, mi hermano, al que le gusta mucho el tema de la aviación, me mostró un vídeo bastante llamativo sobre unos aviones pequeños no tripulados, tipo drones, que están desarrollando en Boeing, concretamente en Toledo. Además de lo curioso e interesante que resulta el diseño a mí, como buena química, lo que más me llamó la atención fue el combustible que utiliza y la forma de producirlo: produce hidrógeno a través de energía solar. A esta tecnología se la conoce como de pilas de combustible (el combustible es generalmente hidrógeno), y se está utilizando en Boeing para el desarrollo de sistemas de propulsión de pequeños vehículos aéreos no tripulados.

Vídeo de Boeing donde se muestra la tecnología que están desarrollando para el uso de pilas de combustible de hidrógeno, fabricadas previamente con energía solar, para el vuelo de aeronaves pequeñas no tripuladas.

Un conjunto de células solares muy eficientes  permiten utilizar la energía solar para romper la molécula de agua y producir de este modo hidrógeno y oxígeno, es decir:

2H2O(l) + Energía → 2H2(g) + O2(g)

El hidrógeno producido se almacena y se comprime en una pila de combustible que se emplaza dentro de la aeronave para tener suficiente combustible durante 8 o 9 horas de vuelo (como veréis en el vídeo se trata de una bombona pequeñita). En realidad es este hidrógeno el que después, revirtiendo la reacción anterior, se utiliza como fuente de energía. El hidrógeno reacciona con el oxígeno atmosférico para dar nuevamente agua, y producir en el proceso calor y electricidad (se trata de una reacción redox). El hidrógeno actúa como reductor (ya que pasa de un estado de oxidación 0 a un estado de oxidación +1 en la molécula de agua) y el oxígeno como oxidante (pasa de un estado de oxidación 0 a un estado de oxidación -2 en la molécula de agua). La reacción es catalizada, aunque no se indica expresamente qué material o sustancia la cataliza.

Pila de combustible de hidrógeno

Una pila de combustible aprovecha la reacción entre el hidrógeno de la misma y el oxígeno atmosférico para producir energía.

Aunque tampoco este punto se especifica, recordemos que para que el sistema funcione, las reacciones se tienen que llevar a cabo de forma separada; de lo contrario no habría corriente eléctrica. Recordemos que en el fundamento de una pila galvánica, es decir, un dispositivo que genera energía eléctrica mediante el uso de una reacción redox, está el hecho de que ambas semirreacciones tienen que transcurrir en compartimentos separados aunque conectadas entre sí por una pared porosa o un puente salino.

Este tipo de aeronaves propulsadas con pilas de hidrógeno tienen una serie de ventajas con respecto a las que funcionan con motores de combustión interna: tienen una mayor autonomía, hacen menos ruido, por lo que pueden volar más bajo y llevar cámaras de peor calidad (más baratas) y también, por ejemplo, al calentarse menos el motor son más difíciles de detectar de forma térmica. No se generan emisiones durante la fabricación del hidrógeno y durante el vuelo únicamente se emite vapor de agua. Os recomiendo que no os perdáis el vídeo, es sorprendente hasta dónde puede llegar la tecnología y lo importante que es investigar caminos eficientes y sostenibles en el mundo de las fuentes de energía.

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