Investigadores españoles desarrollan un sistema para producir, almacenar y transportar hidrógeno de forma segura

Un grupo de investigadores españoles han patentado un nuevo procedimiento de producción, almacenamiento y transporte seguro de hidrógeno para su uso en celdas de combustible mediante el uso de reactivos químicos. La tecnología se basa en la utilización de los demominados «líquidos orgánicos portadores de hidrógeno» (liquid organic hydrogen carrierso LOHC, en sus siglas en inglés).

Aunque el hidrógeno es un excelente combustible por su elevada densidad energética y nula emisión de gases de efecto invernadero, su proceso de producción no suele ser sostenible, a lo que hay que añadir su naturaleza inflamable y la necesidad de transportarlo de forma comprimida, con los peligros que derivan.

La principal ventaja de los líquidos orgánicos es que pueden almacenar hidrógeno durante largos periodos de tiempo y pueden ser transportados utilizando la infraestructura actual. El equipo investigador ha estudiado diferentes líquidos orgánicos portadores de hidrógeno hasta llegar a un nuevo sistema de almacenamiento de hidrógeno basado en una reacción química de acoplamiento entre un hidrosilano y un alcohol, catalizada por un compuesto de rutenio soportado en grafeno.

«De esta manera, el empleo de coches y medios de transporte no produciría ninguna emisión contaminante. Una de las posibilidades es emplear unos compuestos químicos líquidos que se obtengan con hidrógeno y que, luego en el coche, liberen el hidrógeno en función de las necesidades del vehículo. Esto se podría conseguir con el catalizador que se describe en la patente», apunta Hermenegildo García, investigador del Instituto de Tecnología Química, centro mixto de la Universidad Politécnica de Valencia y el CSIC.

El equipo de investigación lo completan la Universitat Jaume I (UJI) de Castelló, la Universidad de Zaragoza (Unizar), coordinados por el profesor José Antonio Mata de la UJI.

Las aportaciones de este proceso son múltiples respecto a los sistemas ya establecidos. En primer lugar, es un proceso versátil desde el punto de vista químico porque existen muchas combinaciones de hidrosilanos y alcoholes que pueden emplearse. En segundo lugar, el proceso puede realizarse muy rápido y no se requieren temperaturas elevadas, ya que el equipo ha desarrollado también catalizadores de rutenio que son altamente eficientes para esta reacción. Por último, el proceso es reversible, porque el producto formado en el acoplamiento entre un hidrosilano y alcohol es un silil-éter, que puede transformarse de nuevo en el producto original mediante un reductor.

Entre sus principales ventajas está que constituye un sistema energético cuyo único subproducto es el agua y, a la vez, es reversible, al permitir almacenar y generar hidrógeno en función de la demanda; puede adaptarse fácilmente a sistemas de generación y empleo de energía no estáticos, como los automóviles; el uso del silano-alcohol como LOHC permite trabajar a bajas temperaturas en la obtención del gas y la tecnología elude los problemas de seguridad del almacenamiento de hidrógeno.

Generación de energía
El proceso global de generación de energía contempla cuatro grandes bloques. La producción sería el primero, cuyo reto consistiría en la obtención de hidrógeno a partir de energías alternativas, como la solar o la eólica, en un proceso «casi sostenible». Para ello sería conveniente que los subproductos derivados se obtuvieran en un centro industrial en donde la generación estuviera totalmente controlada.

En el segundo (transporte) y el tercero (distribución), que no requieren ninguna innovación en el ámbito industrial o científico, el sistema propuesto podría utilizar la infraestructura existente para el transporte y distribución de los derivados del petróleo. Por último, el cuarto (utilización) es el que contempla la reacción química para la obtención de hidrógeno y su utilización en celdas de combustible. Los resultados preliminares obtenidos muestran que la reacción es muy rápida y puede tener lugar incluso a temperatura ambiente, lo que se corresponde con una cinética adecuada para la obtención e inmediata utilización de hidrógeno, según los científicos.

«Una aplicación directa de nuestro sistema podría realizarse en un vehículo de hidrógeno que repostaría los reactivos (A y B) en la estación de servicio. Ya en marcha, la combinación de ambos le permitiría obtener hidrógeno que inmediatamente sería empleado como combustible, generando energía motriz y liberando vapor de agua a través del tubo de escape. Al repostar de nuevo, se descargaría el subproducto generado (C) por la reacción de generación de hidrógeno para su posterior reciclado», explica Miguel Baya, del Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea (ISQCH), centro mixto de investigación de la Universidad de Zaragoza y del CSIC.