La producción de energía atraviesa una etapa que está marcada por la necesidad de reducir las emisiones y limitar el uso de combustibles fósiles. Y el hidrógeno verde aparece como una opción de lo más atractiva por su uso limpio y su versatilidad industrial.
El principal obstáculo sigue estando en la obtención del hidrógeno verde. Conseguir hidrógeno sin generar CO₂, con procesos eficientes y a gran escala, continúa siendo todo un desafío técnico. Ahora, un trabajo desarrollado en la Universidad Rey Juan Carlos aporta una respuesta para estos problemas basada en materiales y calor solar.
Un grupo de investigación de la Universidad Rey Juan Carlos, vinculado al Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) y al Instituto de Investigación de Tecnologías para la Sostenibilidad (ITPS), trabaja ya en una vía distinta para obtener hidrógeno verde. Su proyecto evita la electricidad y se apoya sólo en energía térmica.
La base del sistema son materiales cerámicos capaces de reaccionar con vapor de agua después de ser calentados. Al elevar la temperatura, estos sólidos liberan oxígeno y quedan preparados para producir hidrógeno en una segunda etapa del proceso.
Este ciclo químico se apoya en el uso directo del calor procedente del Sol. La investigación se centra en los reactores solarizados, donde la radiación solar permite alcanzar las condiciones necesarias sin recurrir a combustibles ni a redes eléctricas convencionales.
Los materiales estudiados pertenecen a la familia de las perovskitas. Se trata de compuestos con una estructura que facilita el movimiento del oxígeno en su interior, una característica esencial para que el proceso funcione de forma repetida.
En el trabajo, publicado en la revista Catalysis Today, se describe una nueva familia de estos materiales. Han sido diseñados para operar a temperaturas por debajo de los 1.000 ºC, una cifra inferior a la habitual en este tipo de sistemas, que suele superar los 1.300 ºC.
El funcionamiento se basa en un ciclo termoquímico. Primero, el sólido se calienta y pierde oxígeno. Después, al entrar en contacto con vapor de agua, genera hidrógeno y recupera ese oxígeno. “Este ciclo puede repetirse muchas veces, lo que lo convierte en una alternativa prometedora para la producción continua de hidrógeno renovable”, apunta María Linares Serrano, investigadora del GIQA de la URJC.
La investigación no se quedó sólo en las pruebas de laboratorio con materiales en polvo. El equipo dio forma a estos compuestos en pellets, espumas cerámicas y capas finas sobre soportes monolíticos, formatos más cercanos a un uso industrial real.
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Estas estructuras permiten un mejor contacto entre los gases y el material activo, además de una transferencia de calor más eficiente. El resultado fue un aumento notable en la cantidad de hidrógeno obtenida durante los ensayos.
“Este avance no sólo mejora el rendimiento del proceso, sino que también facilita su integración en reactores solares volumétricos, acercándonos a una producción de hidrógeno verde a gran escala”, ha destacado Linares Serrano. El trabajo abre la puerta a unos sistemas continuos capaces de operar con energía solar concentrada.
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