Tecnologías para fabricar, almacenar y transportar hidrógeno verde

El Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC) considera imprescindible lograr la neutralidad climática para detener el calentamiento global. Este concepto requiere, cuando menos, conseguir el equilibrio entre las emisiones de gases de efecto invernadero y las que el planeta es capaz de absorber de manera natural. La Unión Europea se ha propuesto conseguir esta neutralidad en 2050; para ello ha puesto en marcha el programa “A Clean Planet for All”, con el que tratará de lograr un modelo energético más sostenible.

Uno de los ejes fundamentales de esta iniciativa es el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan la fabricación, transporte y almacenamiento de H2 (Hidrógeno libre de emisiones de CO2, también llamado Hidrógeno verde), que permita reducir el consumo de combustibles fósiles y lograr la descarbonización de sectores como la fabricación de cemento, productos químicos, acero o el transporte a larga distancia, donde es difícil conseguirlo.

LOHC: la clave para el transporte y almacenamiento de H2

Una de las principales alternativas que se están trabajando para el transporte y almacenamiento de hidrógeno verde a través de los canales existentes es la tecnología LOHC (Portadores Orgánicos Líquidos de Hidrógeno, en inglés), unos compuestos orgánicos que adsorben o liberan hidrógeno mediante reacciones químicas y que pueden ser utilizados para este fin.

Esta alternativa presenta ventajas como la de poder almacenar el H2 de forma segura y durante largos períodos de tiempo en condiciones ambientales; la capacidad para transportarlo mediante las infraestructuras disponibles en la actualidad (gaseoductos, barcos, etc.); así mismo, este Hidrógeno se puede liberar de manera rápida y eficaz.

En la actualidad se libera el hidrógeno gas del LOHC mediante sistemas que utilizan materiales críticos (CRMs); esto es, materias primas que han sido consideradas relevantes por su coste o el riesgo que supondría una interrupción de su suministro. Sin embargo, todavía no se ha conseguido dar el salto para obtener una producción razonable a escala industrial y superar los desafíos técnicos que ello supone. Esto supone que todavía es necesario desarrollar sistemas de catalíticos libres de estos CRMs, que sean más baratos, abundantes y con un rendimiento mayor.

Tres millones de euros para conseguirlo

Con este fin la Unión Europea financiará con tres millones de euros el proyecto UnLOHCked, que ha presentado un consorcio internacional liderado por el grupo de investigación SuPrEn, de la UPV/EHU. Este consorcio se ha propuesto desarrollar una tecnología innovadora que haga más eficiente el almacenamiento y transporte de H2 a largas distancias. Para ello tratará de obtener todo el potencial de las tecnologías LOHC mediante la construcción de una planta de deshidrogenación, libre de emisiones de CO2, eficiente y escalable a la gran industria. Esto permitirá que sea utilizada comercialmente para generar electricidad renovable e hidrógeno, de una manera limpia y circular, y con un consumo de energía mejorado y asequible.

A lo largo de los tres años en que se llevará a cabo el proyecto, este consorcio va a desarrollar sistemas catalíticos con bajos contenidos o sin CRMs; posteriormente escalarán su producción y los aplicarán en un reactor de mayor tamaño, en el cual el suministro de calor necesario se obtenga de una pila de combustible acoplada. La integración del sistema de deshidrogenación y la pila permitirá el desarrollo de una tecnología LOHC innovadora, rentable y sostenible con una eficiencia térmica mejorada en la etapa de deshidrogenación y con una alta productividad y estabilidad del catalizador.

Por otro lado, este consorcio desarrollará un innovador sistema que integra térmicamente el reactor de deshidrogenación con la pila de combustible. La demanda de energía de la unidad de deshidrogenación será cubierta en su totalidad por la pila de combustible, además de generar energía eléctrica y el excedente de hidrógeno como producto final.

El proyecto UnLOHCked es la continuación del proyecto SherLOHCk que están desarrollando actualmente y que está basado también en tecnologías de hidrogenación y deshidrogenación de LOHCs.

Un consorcio con industrias y personal investigador

El consorcio interdisciplinar está formado por siete socios (tres industriales y cuatro grupos de investigación) de cinco países: la Escuela de Ingeniería de Bilbao, como líder el consorcio; dos centros de investigación franceses: CEA (Commissariat à L'énergie Atomique et Aux Énergies Alternatives) y el CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique); la universidad North-West NWU (Sudáfrica); y empresas líderes en su sector: Heraeus y Framatome (Alemania), e Hygear (Países Bajos).

Este consorcio cuenta con experiencia, recursos, infraestructura y reconocido prestigio en el campo de la tecnología LOHC, se ha unido para desarrollar una tecnología LOHC de deshidrogenación libre de emisiones CO2.

Al frente del proyecto UnLOHCked está la catedrática del departamento de Ingeniería Química y Medio ambiente, Victoria Laura Barrio, y colíder del grupo de investigación SuPrEn, que cuenta en su currículum con proyectos de investigación regionales, nacionales y europeos.