Un grupo de investigadores de la universidad australiana RMIT han desarrollado una forma más económica y eficiente de producir hidrógeno a partir de agua de mar, abriendo una nueva puerta hacia la industria de hidrógeno verde verdaderamente competitiva.
La producción de hidrógeno a partir de agua marina es un campo de investigación activo y emergente que busca desarrollar métodos eficientes y sostenibles para la generación de este vector energético a partir del agua del mar como materia prima en lugar de agua dulce.
Hay varias formas en las que se puede producir hidrógeno a partir de agua marina, incluyendo la electrólisis del agua de mar y la producción de hidrógeno a través de la desalinización térmica.
Estos métodos de producción de hidrógeno tienen el potencial de ser una solución sostenible, especialmente en regiones costeras donde el agua dulce es escasa. Sin embargo, todavía hay muchos desafíos técnicos y económicos que deben superarse para hacer de esta una tecnología viable a gran escala.
Cómo producir hidrógeno con agua marina y sin desalinización
La mayoría del hidrógeno producido en todo el mundo proviene de combustibles fósiles, lo que resulta en emisiones anuales de alrededor de 830 millones de toneladas de dióxido de carbono. Esto equivale a las emisiones anuales combinadas del Reino Unido e Indonesia.
Aunque el hidrógeno verde producido a partir de la división del agua es una alternativa libre de emisiones, su alto coste lo hace comercialmente inviable, representando solo el 1 % de la producción total de hidrógeno a nivel mundial.
Según el Dr. Nasir Mahmood, investigador principal del vicecanciller en RMIT, la producción de hidrógeno verde es costosa y depende del uso de agua dulce o desalinizada.
«Sabemos que el hidrógeno tiene un potencial inmenso como fuente de energía limpia, particularmente para las muchas industrias que no pueden cambiar fácilmente para funcionar con energías renovables», dice Mahmood.
«Pero para ser verdaderamente sostenible, el hidrógeno que usamos debe estar 100 % libre de carbono durante todo el ciclo de vida de producción y no debe reducir las preciosas reservas de agua dulce del mundo», puntualiza, enumerando a continuación las ventajas del sistema ideado por su equipo de investigación.
«Nuestro método para producir hidrógeno directamente del agua de mar es simple, escalable y mucho más rentable que cualquier enfoque de hidrógeno verde actualmente en el mercado. Con un mayor desarrollo, esperamos que esto pueda impulsar el establecimiento de una próspera industria de hidrógeno verde», señala.
Las ventajas del electrolizador del RMIT
La producción de hidrógeno verde implica el uso de un electrolizador que envía una corriente eléctrica a través del agua para separar el hidrógeno y el oxígeno.
Actualmente, estos electrolizadores utilizan catalizadores costosos y consumen grandes cantidades de energía y agua, con aproximadamente 9 litros de agua necesarios para producir un kilogramo de hidrógeno. Además, tienen un subproducto tóxico: el cloro.
El cloro es un obstáculo significativo en el uso del agua de mar para la producción de hidrógeno, ya que si se utilizara sin resolver este problema, se producirían aproximadamente 240 millones de toneladas de cloro al año, tres o cuatro veces más de lo que el mundo necesita.
El Doctor Mahmood explica que no tendría sentido reemplazar el hidrógeno producido por combustibles fósiles con hidrógeno que pueda dañar el medio ambiente de una manera diferente. Mahmood y su equipo de la RMIT University de Melbourne han desarrollado un proceso que no sólo elimina el dióxido de carbono, sino que también evita la producción de cloro, lo que lo hace más respetuoso con el medio ambiente.
Un catalizador especial
El grupo de investigación multidisciplinario Materials for Clean Energy and Environment (MC2E) del RMIT ha desarrollado un catalizador especial diseñado para trabajar específicamente con agua de mar. El objetivo principal era producir catalizadores estables y altamente eficientes que se puedan fabricar de manera rentable.
Los catalizadores resultantes requieren muy poca energía para funcionar y pueden utilizarse a temperatura ambiente, lo que los hace más eficientes que otros catalizadores experimentales para dividir el agua de mar que son complejos y difíciles de escalar.
Los investigadores cambiaron la química interna de los catalizadores a través de un método simple, lo que los hace relativamente fáciles de producir a gran escala y, por lo tanto, sintetizables fácilmente a escala industrial.
Mahmood destacó que la tecnología promete reducir significativamente el coste de los electrolizadores y hacer que la producción de hidrógeno verde sea competitiva con la producción de hidrógeno a partir de combustibles fósiles, cumpliendo con el objetivo del gobierno australiano de producir hidrógeno verde a 2 dólares australiano el kilogramo (1,29 euros/kg).
Los investigadores de RMIT están colaborando con socios de la industria para desarrollar aspectos de esta tecnología, y la siguiente etapa de la investigación consistirá en el desarrollo de un prototipo de electrolizador que combine una serie de catalizadores para producir grandes cantidades de hidrógeno.
Fuente | RMIT
