La producción de hidrógeno se realiza utilizando gas natural como materia prima, combinado con una membrana cerámica muy especial. Tanto la producción de hidrógeno como la captura de CO2 se logran en un solo paso, lo que hace que el método sea muy eficiente energéticamente. Es por ello que la tecnología ha sido objeto de un artículo en la prestigiosa revista de investigación Science.

“Los métodos establecidos actualmente tienen índices de eficiencia energética de entre el 70 y el 75 por ciento, pero nuestro enfoque tiene una eficiencia potencial del 90 por ciento”, informó Harald Malerød-Fjeld de CoorsTek Membrane Sciences en Oslo. “El producto final es hidrógeno comprimido con un alto grado de pureza. El reactor de membrana cerámica también separa el dióxido de carbono de manera más eficiente, lo que permite transportar y secuestrar fácilmente el gas de efecto invernadero”, agregó.

CoorsTek Membrane Sciences se especializa en la fabricación de materiales cerámicos para la conversión de energía y, junto con SINTEF, es uno de los socios de investigación de este proyecto. Luego, la colaboración de la compañía con SINTEF ha sido muy estrecha y ha generado resultados visibles que han sido reportados en las revistas internacionales más prestigiosas.

Hace cinco años, Nature publicó un artículo sobre el equipo de investigación noruego. En ese momento, acababan de lograr demostrar los principios fundamentales detrás de la producción de hidrógeno utilizando un enfoque nuevo y altamente eficiente desde el punto de vista energético. Un artículo reciente en Science ahora ha confirmado que el método funciona, y el equipo ahora está trabajando para ampliar la tecnología.

“Este es un paso importante en el camino para hacer que el hidrógeno sea mucho más práctico como combustible”, indicó Malerød-Fjeld. “El proceso también tiene una baja huella de carbono”.

La investigación se lleva a cabo en las instalaciones y laboratorios de SINTEF en Oslo, que comparten el mismo lugar con las instalaciones de CoorsTek Membrane Sciences. El científico investigador sénior Thijs Peters de SINTEF es uno de los coautores del artículo de Science sobre el nuevo proyecto.

“Lo interesante de esta tecnología es que tiene relevancia tanto a corto como a largo plazo”, informó Peters. “Se puede utilizar no solo para la producción de hidrógeno azul a partir de gas natural, sino también para hidrógeno verde a partir de biogás o amoníaco como parte de un ‘futuro más sostenible’”, señaló.

Genera su propio calor
La tecnología utilizada para producir hidrógeno a partir de gas natural es bien conocida y se denomina reformado con vapor. El gas natural está compuesto mayoritariamente por metano y cuando este reacciona con el vapor se obtienen cuatro moléculas de hidrógeno por cada molécula de metano. Para que esta reacción funcione, el vapor debe suministrarse a altas temperaturas.

Un problema importante asociado con el reformado con vapor es que el proceso requiere mucha energía y tiene lugar en varias etapas. También tiene CO2 como subproducto. La nueva tecnología, por otro lado, no requiere calor externo para impulsar el proceso de reformado con vapor. Una clave del nuevo proceso es que el calor se produce automáticamente cuando el hidrógeno se bombea a través de la membrana cerámica. De esta manera, el calor se genera exactamente donde se necesita.

De una celda a un reactor de membrana
El bloque de construcción más pequeño utilizado en el nuevo método es una celda de combustible electroquímica que consta de un cilindro cerámico de seis centímetros de largo. El reactor de membrana ampliado, que se describe en el artículo de Science, mide 4 por 40 centímetros. Está compuesto por 36 celdas de este tipo que están conectadas para formar un circuito eléctrico continuo.

El material que conecta las celdas consiste en una vitrocerámica que, como su nombre indica, es un compuesto de materiales de vidrio y cerámica, como la porcelana. Luego, este material se mezcla con un polvo de metal conductor de electricidad.

Según CoorsTek Membrane Sciences, el desarrollo de este material ha sido clave para hacer posible el proceso de ampliación. Luego, la membrana del reactor se coloca en un tubo de acero que mantiene los gases a alta presión.

Fuente: www.sintef.no