Investigadors dissenyen un nou material ceràmic per a la separació i obtenció d'hidrogen

Investigadors de l'Institut de Tecnologia Química (ITQ), centre mixt de la Universitat Politècnica de València i el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), han dissenyat un nou material ceràmic -membranes- per a la separació i obtenció d'hidrogen d'alta puresa.

El seu treball ha sigut publicat en la revista 'Scientific Reports', del grup Nature i obri una via "de gran interés" per a l'emmagatzematge d'aquest combustible, el "més net i de més potencial" en el sector energètic mundial, segons ha informat la institució acadèmica en un comunicat. Al costat dels investigadors de l'ITQ ha participat també a l'estudi el Centre d'investigació de Jülich, a Alemanya.

Algunes de les principals aplicacions de l'hidrogen són en cel·les de combustible o en centrals tèrmiques de generació d'energia, on els únics residus són H2O i CO2, fet que permet la captura directa d'aquest últim. Altres aplicacions es basen en l'extracció d'H2 pur de barreges gasoses per a la seua reacció directa en diversos processos químics o simplement per al seu emmagatzematge.

Segons ha explicat María Balaguer, investigadora de l'Institut de Tecnologia Química, en les últimes dècades ha augmentat l'interès a les tecnologies de l'hidrogen aplicades al transport. L'activitat industrial en aquest camp s'enfoca sobretot a la producció d'energia elèctrica o al desenvolupament de vehicles impulsats per hidrogen mitjançant cel·les de combustible.

Per exemple, segons la UPV, Coorstek Membrane Sciences en els EUA i Noruega, Rolls-Royce Fuel Cell Systems en els EUA i el Regne Unit, Toyota i Honda al Japó o Doosan a Corea estan desenvolupant aquestes tecnologies.

A escala industrial, la majoria de l'hidrogen es produeix actualment mitjançant el reformat amb vapor de gas natural, portat a terme en grans reactors multi-tubulars de llit fix. L'alt nombre d'etapes del procés disminueix l'eficiència del sistema i fa l'escalat ineficient econòmicament.

Entre les diferents tecnologies relacionades amb la producció, separació i purificació d'H2, l'ús de membranes apareix com una "alternativa prometedora" per a la substitució d'aquests sistemes convencionals d'alt consum energètic, ha explicat la institució.

Actualment, els materials de mitjana-alta temperatura per a la separació d'H2 estan basats en aliatges de pal·ladi. Tot i això, a més de l'alt cost, el metall 2no és estable a llarg termini". Una alternativa als metalls són els òxids ceràmics complexos, que tenen l'avantatge de ser 100% selectius a l'H2. "Aquestes ceràmiques són capaces de transportar protons operant a temperatures entre 600 i 750 ºC, pel que poden ser integrades en plantes tèrmiques de generació d'energia o en processos químics industrials, on permeten la captura de CO2 per a la seva posterior utilització o emmagatzematge", descriu María Balaguer.

Fins a hui, les membranes existents o bé no eren estables en les condicions d'operació o el rendiment de la separació d'hidrogen era massa baix per a introduir-les en processos industrials. La combinació de materials proposta pels investigadors del FZJ i l'ITQ significa un pas endavant en aquest sector. "Podria resoldre les actuals dificultats per a fer viable l'ús d'aquestes membranes denses en processos industrials i de generació d'energia", ha precisat la investigadora.