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Del estiércol al hidrógeno verde de alta pureza

Del estiércol al hidrógeno verde de alta pureza

Un grupo de científicos austríacos han descubierto un nuevo proceso para producir hidrógeno verde de forma descentralizada que se ha convertido en una esperanza para desbloquear el potencial de la biomasa para producir este biocombustible señalado como la fuente de energía del futuro.

El hidrógeno verde se considera un faro de esperanza en la revolución de la energía y la movilidad, pero aún no es adecuado para la producción en masa. Hay varias razones para esto.

Actualmente, el hidrógeno se produce principalmente de forma centralizada a partir de materias primas fósiles. Luego, debe comprimirse o licuarse en un proceso costoso y que consume mucha energía para ser entregado a las estaciones de servicio, por ejemplo. Allí se necesita una infraestructura costosa con altos costos de inversión para almacenar grandes cantidades de hidrógeno.

Por lo tanto, para un suministro nacional de hidrógeno, la producción descentralizada será indispensable en el futuro, e idealmente será climáticamente neutra a partir de fuentes de energía renovables disponibles localmente.

En 2020, investigadores de la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz), liderados por el ingeniero de procesos Viktor Hacker, junto con la startup Rouge H2 Engineering con sede en la ciudad de Graz, Austria, presentaron un proceso sostenible para la producción descentralizada de hidrógeno, llamado «Método de hidrógeno químico-circular». Los resultados de la investigación, que han ganado varios premios, han dado como resultado una planta compacta in situ bajo demanda que puede producir hidrógeno a partir de biogás, biomasa o gas natural.

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El equipo ha demostrado el funcionamiento de la tecnología en una plantas de demostración donde produce hidrógeno de alta pureza directamente desde una planta de biogás real, que incluye todas las impurezas presentes en el gas. El proyecto está financiado por la Agencia Austriaca de Promoción de la Investigación FFG.

Hidrógeno procedente del biogás en el sur de Estiria

«Demostramos que la tecnología de hidrógeno químico-circular puede integrarse en una planta de biogás existente. El hidrógeno de alta pureza para aplicaciones en celdas de combustible se produce a partir de biogás real, no solo en el laboratorio, sino también a escala industrial», explicó Viktor Hacker del Instituto de Ingeniería química y tecnología ambiental en TU Graz.

El verdadero biogás es obtenido a partir de la digestión anaeróbica de estiércol de cerdo, glicerol, maíz ensilado y residuos de cereales procedente de la empresa Ökostrom Mureck GmbH del sur de Estiria. Allí, están muy interesados ​​en este pilar adicional. La opción de que el biogás genere hidrógeno verde para la movilidad sostenible además de la electricidad es, por supuesto, muy emocionante, según el director gerente Karl Totter.

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Rouge H2 Engineering y TU Graz construyeron la planta de demostración en las instalaciones de la empresa en Mureck en el verano boreal de 2021 y estuvo en funcionamiento con fines de prueba hasta finales de octubre. La planta de 10 kilovatios desvía aproximadamente el uno por ciento del flujo de biogás (aproximadamente 30 litros por minuto) y lo mezcla con vapor. La mezcla fluye hacia el reactor de la planta. Allí se reforma el biogás y se produce gas de síntesis. Este gas reduce posteriormente el óxido de hierro a hierro. Luego, el vapor ingresa al reactor, que reoxida el hierro de nuevo a óxido de hierro. Esto libera hidrógeno con un nivel de pureza del 99,998 por ciento.

Listo para uso comercial

Este proceso de alcanza una eficiencia del 75 por ciento. «Si en lugar del uno por ciento, canalizáramos todo el flujo de biogás de la planta de Mureck (alrededor de 480 metros cúbicos por hora) a través de una planta de hidrógeno químico-circular de escala correspondiente, dispondríamos de suficiente hidrógeno para una planta de 3MW. Esto significa que la tecnología ya está lista para su uso comercial. También podemos producir hidrógeno descentralizado a partir de biogás real a gran escala. Todo lo que se necesita es un poco de espacio para nuestra planta. Por lo tanto, estamos abiertos a pedidos de la industria del biogás con efecto inmediato», enfatiza el director del proyecto Rouge H2, Gernot Voitic.

Este tipo de producción descentralizada también tiene un efecto positivo en el costo de producción y, por tanto, en el precio de compra del hidrógeno. Hacker añade que «Actualmente, el hidrógeno verde se ofrece en la estación de servicio a 10 euros/kg. Los análisis tecnoeconómicos que forman parte de nuestro proyecto de investigación pronostican un precio competitivo del hidrógeno verde de 5 euros/kg para el hidrógeno producido de forma descentralizada a partir de nuestro proceso. Esto lo hace competitivo frente a otras tecnologías como la electrólisis cuyo costo se ubica entre los 5 a 12 euros / kg.

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