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El concepto de disociación térmica se postula claramente como un método prometedor para la producción de hidrógeno renovable.
Investigadores de la Universidad de Birminghgam han demostrado un nuevo método de baja temperatura para producir hidrógeno, adecuado tanto para la producción centralizada de hidrógeno como para la generación local mediante el aprovechamiento del calor residual de grandes plantas industriales. Si bien el hidrógeno no genera carbono en el punto de uso, el 95 % de la producción actual depende de combustibles fósiles.
En este sentido, la disociación térmica se postula como un método prometedor para la producción de hidrógeno. En él, un catalizador separa el agua en hidrógeno y oxígeno. El problema es que los catalizadores actuales disocian el agua a temperaturas de entre 700 y 1.000 ºC y requieren temperaturas de entre 1.300 y 1.500 ºC para regenerarse entre ciclos de disociación.
El equipo, dirigido por el profesor Yulong Ding de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Birmingham, ha demostrado que es posible reducir la temperatura en 500 º utilizando un catalizador de perovskita. El innovador estudio ha sido publicado en el International Journal of Hydrogen Energy, y demostró que el catalizador puede producir rendimientos sustanciales de hidrógeno en un rango de temperatura de 150 a 500 ºC, y regenerarse a temperatura entre 700 y 1.000 ºC.
La perovskita es un mineral compuesto por carbonato de calcio, oxígeno, titanio y estroncio (CaTiO3), descubierto en 1839 por el químico alemán Gustav Rose durante una expedición a los montes Urales. Con el paso del tiempo, los científicos empezaron a fijarse en sus propiedades y en cómo se podían reproducir en materiales fabricados por el ser humano, lo que llevó a la creación de las perovskitas sintéticas, que tienen la misma estructura que el mineral original, pero están hechas en laboratorios.
Este mineral es tan especial por su estructura cristalina, ya que tiene facilidad para que los electrones se muevan por dentro de ella. Cuando la luz del sol choca con una perovskita, sus electrones se mueven de forma muy eficiente, generando electricidad. Esto ha llevado a la creación de células solares de perovskita, que pueden ser muy delgadas, ligeras y, además muy eficaces para convertir la luz en electricidad.
Según el profesor Ding: “La menor temperatura general del proceso podría permitir la producción de hidrógeno cerca de las centrales de generación de energía renovable. Sectores industriales básicos como el acero, el cemento, el vidrio y los productos químicos disponen de abundante calor residual, que podría aprovecharse como insumo térmico para la producción de hidrógeno a baja temperatura. Si el hidrógeno se utiliza localmente, se superarían los obstáculos que presentan el almacenamiento y el transporte, lo que facilitaría la adopción del hidrógeno como combustible sin necesidad de infraestructuras costosas”.
La investigación se llevó a cabo en colaboración con la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pekín y la Universidad de Birmingham la está comercializando en el Reino Unido y Europa. Además, la University of Birmingham Enterprise ha presentado una solicitud de patente que cubre el uso de catalizadores BNCF para la disociación del agua a bajas temperaturas y actualmente busca socios para impulsar este prometedor enfoque.
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