Un avance clave en la desfosilización de la industria global está emergiendo desde Alemania. Bajo el proyecto EARTH₂ (Efficient And Resource-saving Transport of Hydrogen using dimethyl ether), el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE), en colaboración con thyssenkrupp Uhde y con el respaldo de la Fraunhofer-Zukunftsstiftung, está escalando una tecnología disruptiva para producir dimetiléter (DME) de forma más eficiente, económica y sustentable. Este compuesto, capaz de almacenar grandes cantidades de hidrógeno, se perfila como un portador químico clave para habilitar el comercio internacional de hidrógeno renovable.

Un nuevo proceso para un nuevo paradigma

Actualmente, la producción de DME se basa en un proceso secuencial, intensivo en energía y costoso, que limita su competitividad como vector energético. Para superar esta barrera, el equipo de Fraunhofer ISE desarrolló el proceso INDIGO, una tecnología basada en Reaktivdestillation (destilación reactiva), que combina en una sola etapa la síntesis química y la separación del producto. Esta integración no solo elude las limitaciones termodinámicas del equilibrio tradicional, sino que reduce significativamente el consumo energético, la complejidad del sistema y los costos de inversión.

A diferencia de los métodos convencionales, el proceso INDIGO permite:

• Utilizar rohmethanol (metanol crudo) como materia prima sin necesidad de pretratamiento térmico.

• Operar en forma autosuficiente en energía térmica, gracias a la integración de la reacción exotérmica en la columna de destilación.

• Implementar catalizadores de alta eficiencia, con velocidades de reacción hasta 400% superiores respecto a tecnologías estándar.

• Funcionar en regiones remotas (“Sweet Spots“) con alto potencial de energías renovables pero limitada infraestructura.

De la prueba al escalamiento industrial

En el marco del proyecto EARTH₂, se construirá una columna piloto de 7,5 metros de altura para validar el desempeño del proceso en condiciones cercanas a las industriales. La instalación está diseñada para operar en un régimen de alta presión que maximiza la eficiencia de producción, utilizando componentes industriales estándar para facilitar su escalado comercial.

Una característica distintiva del proyecto es la evaluación del comportamiento del metanol crudo real, incluyendo sus impurezas y subproductos, para asegurar que el sistema sea robusto y adaptable a condiciones reales de operación. Además, se investigarán estrategias de operación que extiendan la vida útil del catalizador y reduzcan los costos de producción.

DME: una pieza clave en la transición energética global

La elección del DME como portador de hidrógeno responde a sus múltiples ventajas: alta densidad energética, manipulación segura, facilidad de transporte y compatibilidad con infraestructuras existentes. Además, la generación de agua como subproducto del proceso puede reintegrarse en la electrólisis, lo que representa una solución relevante para regiones productoras de hidrógeno con escasez hídrica.

Dado que Alemania no dispone del potencial suficiente para producir todo el hidrógeno verde que su industria requiere, importar hidrógeno en forma de DME desde regiones con abundantes recursos renovables aparece como una vía estratégica para alcanzar la neutralidad climática sin comprometer la competitividad económica.

Con el proyecto EARTH₂, Fraunhofer ISE y sus socios no solo están desarrollando tecnología de punta, sino también cimentando las bases para un comercio internacional de hidrógeno eficiente, resiliente y sustentable.

Fuente: Fraunhofer ISE

Imagen: © Fraunhofer ISE / Foto: Joscha Feuerstein