Descubren cómo obtener hidrógeno verde de restos de naranjas y guardarlo como amoníaco

• Un equipo de la Universidad de Sevilla ha diseñado un modelo que convierte residuos de naranjas en hidrógeno, lo transforma en amoníaco y lo utiliza como energía sin emisiones contaminantes.
• El amoníaco se convierte en la clave para almacenar y transportar el hidrógeno verde.
• La carrera del hidrógeno verde en Andalucía se topa con un freno eléctrico

Los restos de naranja, que antes se consideraban un desecho agrícola, podrían tener una segunda vida como fuente de energía. Según informa la web Fundación Descubre, de la Junta de Andalucía, una investigación de la Universidad de Sevilla explora cómo convertir este tipo de biomasa húmeda en hidrógeno verde. Posteriormente se almacena en forma de amoníaco, un compuesto que facilita su transporte y uso.

El trabajo, que se apoya en modelos de simulación de procesos industriales, abre la puerta a un aprovechamiento energético más eficiente. A través de tecnologías emergentes, el estudio busca producir electricidad limpia e impulsar un sistema más sostenible para la fabricación de combustibles y fertilizantes.

Hidrógeno verde desde residuos húmedos de naranjas

Los investigadores plantean un sistema capaz de extraer hidrógeno de biomasa con gran contenido de agua, como los restos de naranja. El procedimiento evita el costoso secado previo de los residuos gracias a la gasificación con agua supercrítica, un método que permite transformar la biomasa en gas directamente.

“Cuando este contenido hídrico es muy alto, superior al 70-80%, el coste energético para su tratamiento es muy elevado. Nosotros evitamos este paso, y esto hace el proceso energéticamente eficiente y más económico”, explica Francisco Javier Gutiérrez Ortiz, del departamento de Ingeniería Química y Ambiental, en declaraciones a Fundación Descubre.

La clave del proceso está en operar con temperaturas y presiones que llevan al agua a un estado especial: el supercrítico. En este punto, el agua adquiere propiedades de líquido y gas a la vez, lo que facilita la descomposición de los compuestos orgánicos. De esa reacción surge un gas rico en hidrógeno que, tras purificación, se transforma en amoníaco gracias a la reacción química conocida como Haber-Bosch.

El resultado es un producto más sencillo de manejar. A diferencia del hidrógeno en estado gaseoso, que necesita tanques de alta presión o temperaturas muy bajas, el amoníaco puede almacenarse y transportarse con la infraestructura actual utilizada para el gas natural.

Energía procedentes de naranjas lista para usarse

La simulación realizada por el equipo con el software Aspen Plus describe un sistema que aprovecha al máximo la energía generada. Parte del gas obtenido se destina a calentar el propio proceso, mientras que otra fracción alimenta turbinas de vapor que producen electricidad adicional. Incluso el calor residual se reutiliza en edificios cercanos.

El estudio calcula que con unas diez toneladas de biomasa húmeda por hora se pueden producir cerca de 745 kilos de amoníaco, dentro del cual se “guarda” el hidrógeno: unos 132 kilos por hora. La energía contenida en esa cantidad equivale a 28 bombonas de butano.

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El sistema no sólo genera energía, también captura unas tres toneladas de dióxido de carbono cada hora, lo mismo que emiten alrededor de 200 coches circulando por carretera en ese mismo tiempo. Además, la planta puede producir 1,8 megavatios netos de electricidad, energía suficiente para abastecer a unos 5.000 hogares.

Para que el modelo resulte rentable en condiciones reales, los investigadores calculan que sería necesaria una planta capaz de procesar 100 toneladas de biomasa por hora. Aun así, subrayan que el diseño está pensado para un entorno industrial y que su eficiencia total alcanza el 40%, una cifra competitiva para procesos de este tipo.

Retos y próximos pasos

El equipo de la Universidad de Sevilla reconoce que aún falta comprobar la viabilidad económica y ambiental del sistema en un escenario real. Por eso planean realizar un análisis de ciclo de vida que evalúe desde la producción hasta el uso final, además de validar las simulaciones con ensayos propios. “Sería oportuno realizar ensayos experimentales propios para validar la simulación, más allá de los resultados experimentales utilizados en este estudio y que fueron obtenidos por otros investigadores”, señala Gutiérrez Ortiz.

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Más allá de las naranjas, el grupo de investigación cree que esta tecnología podría aplicarse a otros residuos húmedos, como lodos de depuradora o subproductos agroindustriales. Con ello, un problema de difícil gestión se convertiría en una fuente de hidrógeno limpio y fácilmente almacenable.

El trabajo cuenta con la financiación de la Consejería de Universidad de Sevilla, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía y con fondos de la propia Universidad de Sevilla. Para los investigadores, esta línea de trabajo puede ser fundamental en la transición hacia una economía menos dependiente de los combustibles fósiles.