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Un invento español produce hidrógeno en masa y sin contaminar la atmósfera

El dióxido de carbono que se genera en el proceso no se emite a la atmósfera, se transforma para su posterior utilización, lo que contribuirá a la descarbonización del medio ambiente

Elena Martín López
ELENA MARTÍN LÓPEZ Madrid

El hidrógeno tiene muchas posibilidades para convertirse en la futura fuente de energía humana. Sus ventajas son numerosas: es el elemento químico más abundante del planeta, tiene una gran eficiencia energética (el triple que la gasolina); no emite contaminantes; se puede producir de forma continua, y es fácil de almacenar y transportar. El inconveniente es que el hidrógeno no se encuentra disponible en ningún yacimiento. Un equipo de investigación europeo, en el que ha participado el Instituto de Tecnología Química del CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia (ITQ, CSIC-UPV), ha desarrollado, tras diez años de investigación, un reactor electrificado que permite obtener hidrógeno de forma más sostenible y eficiente energéticamente que la lograda anteriormente.

En concreto, este dispositivo genera hidrógeno azul y verde, dos de los muchos colores en los que se clasifica este elemento cuando se produce con fines energéticos. Cada tonalidad (verde, azul, gris, amarillo, rosa…) indica la forma en la que se genera y la cantidad de dióxido de carbono (CO2) que se libera a la atmósfera durante su proceso de obtención. El hidrógeno gris, por ejemplo, resulta de la energía proporcionada por los hidrocarburos (hidrógeno + carbono) contenidos en los combustibles fósiles, como el carbón, el petróleo o el gas natural, lo que libera mucho CO2, el principal gas responsable del efecto invernadero.

Cuando la mayor parte de las emisiones de CO2 se capturan para ser almacenadas o reutilizadas, por ejemplo, para la fabricación de ecocombustibles, hablamos de hidrógeno azul o de bajas emisiones, que generalmente se obtiene a partir de gas natural. Por su parte, hablamos de hidrógeno verde cuando se utiliza agua para su obtención, a partir de electrolisis, empleando electricidad procedente de una fuente de energía renovable (solar, eólica) y sin emisión de CO2.

El reactor creado por los investigadores del CSIC utiliza energía eléctrica para extraer hidrógeno de otros materiales, como amoníaco, gas natural o biogás. Está compuesto de 36 membranas de cerámica individuales que descomponen el hidrógeno en sus partículas subatómicas (protones y electrones). Es un proceso tan eficiente que apenas se generan residuos y casi no se pierde energía. «Cuando la energía se transforma de una forma a otra, parte de ella se pierde. Con nuestras membranas cerámicas protónicas podemos combinar pasos distintos de la producción de hidrógeno en uno solo, dando como resultado hidrógeno hecho con una pérdida de energía casi nula», explica José Manuel Serra, profesor de investigación del CSIC en el ITQ y coautor principal del trabajo, que ha sido publicado en la prestigiosa revista 'Science'.

'Limpiar' la atmósfera

Los resultados son prometedores, al ser la primera vez que se demuestra que esta tecnología permite obtener hidrógeno en masa. De hecho, el reactor ha logrado alcanzar una producción de medio kilo de hidrógeno presurizado al día, con una muy elevada pureza y una eficiencia energética por encima del 90%, algo que podría ser muy útil tanto para su uso a nivel industrial, como en el transporte terrestre y marítimo.

Se convierte así en una fuente de energía limpia mucho más competitiva que otras, como la solar o la eólica, que tienen el inconveniente de no producirse de forma constante, al depender de las condiciones climáticas. «Este sistema permitirá almacenar energía en forma de moléculas de alta densidad energética con contenido en hidrógeno, lo que resuelve el problema de la intermitencia de las fuentes renovables», indica Sonia Remiro Buenamañana, investigadora postdoctoral del ITQ.

Otra de sus ventajas es la posibilidad que ofrece de trabajar a 150 bares de presión, uno de los hitos más destacables de este trabajo, porque para utilizarlo como combustible el hidrógeno debe ser presurizado, así que si la presión de origen ya es elevada se resolverá este problema. Además, el CO2 que se produce en el proceso no se emite a la atmósfera, sino que se captura para su posterior utilización o almacenamiento (por ejemplo, en ecocombustibles), lo que contribuye a la descarbonización del medio ambiente.

En la investigación han participado también la compañía CoorsTek, la Universidad de Oslo y el instituto de investigación SINTEF de Noruega y ha contado con el apoyo de expertos en tecnología y recursos financieros de las principales compañías energéticas: Shell, ExxonMobil, TotalEnergies, Equinor, ENGIE y Saudi Aramco. El siguiente paso en el programa es instalar un prototipo de este generador en el campus de la sede de Saudi Aramco, en Arabia Saudí, para demostrar su utilidad comercial.