El hidrógeno puede almacenarse físicamente como gas o como líquido. El almacenamiento de hidrógeno como gas suele requerir tanques de alta presión (350-700 bares [5.000-10.000 psi] de presión del tanque). El almacenamiento de hidrógeno como líquido requiere temperaturas criogénicas, ya que el punto de ebullición del hidrógeno a una presión atmosférica es de -252,8°C.

Como solución de almacenamiento a medio plazo, el hidrógeno también puede almacenarse en otros gases, como el amoníaco. El amoníaco puede licuarse en condiciones suaves (temperatura ambiente, presión de 8-10 bares), lo que permite almacenarlo en un recipiente a presión sencillo y barato. También se considera una opción de transporte más segura que el hidrógeno ya que, aunque es tóxico, su olor puede detectarse a niveles bajos. El amoníaco también tiene un rango de inflamabilidad más bajo que el hidrógeno y se considera no inflamable cuando se transporta, mientras que el hidrógeno arde con una llama invisible.

El hidrógeno se distribuye desde el punto de producción hasta el de uso a través de oleoductos, por carretera en camiones cisterna de líquido criogénico o remolques tubulares de gas, o internacionalmente por vía marítima. Los oleoductos se instalan en regiones con una demanda importante (cientos de toneladas al día) a largo plazo.

El transporte de hidrógeno por carretera se utiliza cuando se requiere una cantidad determinada de hidrógeno líquido en un periodo de tiempo más corto. Puede ser como medio de producción de energía o utilizarse en una estación de repostaje de hidrógeno. Los países productores de hidrógeno suelen transportarlo a otros países con demanda de este gas a través de buques.

Cabe señalar que, en la actualidad, el hidrógeno sólo se transporta para viajes de corta duración, y en cambio se convierte en amoníaco para viajes de media y larga duración. Esto se debe a que el amoníaco es un mejor portador de hidrógeno y ya existe una gran cantidad de infraestructura y legislación para apoyar el movimiento de amoníaco.

Los usos industriales del hidrógeno constituyen la mayor parte del uso actual del hidrógeno, ya que se utiliza ampliamente en la producción de materiales como el cemento, el acero y el vidrio.

A medida que aumente el papel del hidrógeno en la transición energética mundial, es probable que crezcan otros usos del hidrógeno.

Energía de hidrógeno y calefacción de hidrógeno

Las pilas de combustible de hidrógeno utilizan la energía química del hidrógeno para generar electricidad.

El hidrógeno también puede utilizarse para calentar nuestros hogares y empresas. Aunque el cambio al 100% de hidrógeno no es viable en la actualidad, el Gobierno británico tiene previsto autorizar la mezcla de hidrógeno en 2023 y podríamos ver al Reino Unido utilizando una mezcla del 20% en 2027.

Vehículos de hidrógeno

Las pilas de combustible de hidrógeno también pueden utilizarse para propulsar vehículos, y los autobuses de hidrógeno ya se utilizan en todo el mundo.

Los tres colores clave del hidrógeno son el verde, el azul y el gris.

El hidrógeno gris es el hidrógeno producido a partir de combustibles fósiles, como el gas natural, y es la forma de hidrógeno más producida actualmente en el mundo.

El hidrógeno azul se produce de la misma manera que el hidrógeno gris. A diferencia del hidrógeno gris, los gases de efecto invernadero producidos se capturan mediante el proceso de captura y almacenamiento de carbono (CAC), por lo que el hidrógeno azul se considera una forma de hidrógeno neutra en carbono.

El hidrógeno verde se considera la forma más limpia de hidrógeno y se produce utilizando electricidad para alimentar un electrolizador que separa el hidrógeno de la molécula de agua produciendo oxígeno como subproducto. El exceso de electricidad puede utilizarse mediante electrólisis para crear gas hidrógeno que puede almacenarse para el futuro.

La tecnología de sensores del espectrómetro de propiedades moleculares (MPS™) de Crowcon ofrece la mejor solución para la detección de gas hidrógeno. Al requerir un mantenimiento reducido y una calibración cero durante cinco años, junto con la eliminación del envenenamiento del sensor, las deficiencias de la tecnología de detección tradicional se eliminan con el MPS. Además de aumentar la seguridad en áreas donde los gases inflamables suponen un riesgo, la tecnología MPS™ genera ahorros significativos en el coste total de propiedad, y la menor interacción con la unidad reduce el riesgo laboral para los operarios.

Al tratar con hidrógeno, como con cualquier gas, la salud y la seguridad son primordiales. El hidrógeno tiene un amplio rango de inflamabilidad (4%-74% vol. en aire), por lo que incluso pequeñas cantidades de H2 pueden provocar explosiones al mezclarse con el aire atmosférico. Basta una chispa de electricidad estática producida por el dedo de una persona para desencadenar una explosión en presencia de hidrógeno, y en muchos lugares donde se utiliza hidrógeno, la ignición de chispas procedentes de componentes eléctricos o de actividades de mantenimiento es un riesgo siempre presente.

El hidrógeno no es tóxico, pero en ambientes interiores como las salas de almacenamiento de baterías, el hidrógeno puede acumularse y provocar asfixia al desplazar al oxígeno. En las pilas de combustible, el hidrógeno es propenso a fugarse de las juntas presentes en las conexiones de proceso cercanas a los cilindros de almacenamiento de _H2 .

Otra preocupación en torno a la inflamabilidad y la detección del hidrógeno es que las llamas de hidrógeno son de color azul pálido y casi invisibles para el ojo humano. Las llamas de hidrógeno también emiten poco calor radiante, por lo que las personas pueden no sentir ese calor hasta que estén muy cerca de la llama. Por ello, los detectores de llamas se utilizan como complemento de los detectores de gas puntuales, ya que cubren una amplia zona. Las llamas de hidrógeno pueden detectarse mediante detectores de infrarrojos de espectro múltiple.

Estos peligros están presentes en toda la cadena de valor del hidrógeno, desde la producción y el almacenamiento hasta la distribución y el uso, y la detección de gases representa la primera línea de defensa contra las fugas de hidrógeno.

Aunque existe una serie de normativas sobre gases en general, falta legislación que se aplique específicamente al hidrógeno.

En el Reino Unido, la Oficina de Mercados de Gas y Electricidad (Ofgem) regula el mercado del gas y exige a todo aquel que se dedique al suministro, envío o transporte de gas que tenga una licencia para ello en virtud de la Ley del Gas.

También existe una serie de leyes de salud y seguridad relacionadas con el hidrógeno, como la Normativa de Seguridad (Gestión) del Gas, la Normativa de Seguridad de Tuberías, la Normativa de Sustancias Peligrosas y la Normativa de Sustancias Peligrosas y Atmósferas Explosivas.

La norma ISO 22734-1:2019 especifica que debe instalarse cerca del generador de hidrógeno un sistema de detección de gas hidrógeno que inicie la ventilación al 0,4%v/v (100%LEL) de hidrógeno.