Nuevo sistema para una amplia disponibilidad de hidrógeno verde

Como tecnología de propulsión alternativa en el sector del transporte, el hidrógeno está desempeñando un papel importante en la transición energética. Sin embargo, todavía no es adecuado para la producción en masa. El hidrógeno se produce principalmente de forma centralizada a partir de recursos fósiles y se comprime o licua en un proceso costoso y de gran consumo energético para poder suministrarlo a las estaciones de servicio. Además, se necesita allí una costosa infraestructura con altos costos de inversión para almacenar grandes cantidades de hidrógeno.

El éxito de la investigación se convierte en aplicación

El Grupo de Trabajo sobre Pilas de Combustible y Sistemas de Hidrógeno del Instituto de Ingeniería Química y Tecnología Ambiental de la Universidad Técnica de Graz -uno de los principales grupos internacionales en el ámbito de la investigación sobre el hidrógeno- ha buscado, por lo tanto, formas de hacer más atractiva la producción de hidrógeno. Como parte del proyecto de investigación HyStORM (Almacenamiento de hidrógeno mediante la oxidación y reducción de metales), el equipo dirigido por el jefe del grupo de trabajo Viktor Hacker desarrolló el llamado "método de hidrógeno de bucle químico", un nuevo proceso sostenible e innovador para la producción de hidrógeno descentralizada y neutra para el clima. Este galardonado éxito de investigación dio lugar a un sistema compacto y de ahorro de espacio in situ y a demanda (OSOD) para estaciones de servicio y plantas de energía, y está siendo desarrollado y distribuido por la empresa de arranque Rouge H2 Engineering, con sede en Graz. Se espera que este sistema se convierta en una importante pieza del rompecabezas en el camino hacia la amplia disponibilidad de hidrógeno sostenible.

Cómo funciona el sistema OSOD

El sistema OSOD es un generador de hidrógeno con un dispositivo de almacenamiento integrado en un sistema. El hidrógeno se produce convirtiendo el biogás, la biomasa o el gas natural en un gas de síntesis. La energía suministrada se almacena luego mediante un proceso redox (proceso de reducción-oxidación) en un óxido de metal, que puede almacenarse y transportarse sin pérdidas ni riesgos de seguridad. La posterior producción de hidrógeno orientada a la demanda se logra introduciendo agua en el sistema. El material basado en hierro se carga con vapor y se libera hidrógeno de alta pureza.

Escalabilidad flexible

Este proceso también hace que el sistema sea interesante para aplicaciones más pequeñas, como explica el investigador de hidrógeno de la Universidad Técnica de Graz, Sebastian Bock: "Los procesos convencionales actuales para la producción de hidrógeno a partir de biogás o biomasa gasificada requieren procesos de purificación de gas complejos y costosos, como la adsorción por oscilación de presión, un proceso de separación en el que el hidrógeno se aísla de la mezcla de gases en varios pasos. Esto funciona muy bien a gran escala, pero es poco escalable a sistemas más pequeños y descentralizados. Sin embargo, nuestro proceso sólo genera hidrógeno de alta pureza a través del ciclo redox basado en el vapor de todas formas, por lo que no hay necesidad de ningún paso de purificación de gas en absoluto".

Por esta razón, el sistema OSOD es libremente escalable y es particularmente adecuado para aplicaciones descentralizadas con bajas tasas de alimentación en laboratorios y sistemas industriales más pequeños, así como unidades descentralizadas más grandes, como estaciones de llenado de hidrógeno o producción de hidrógeno a partir de biogás.

Flexibilidad orientada a la demanda

Además del suministro de hidrógeno de alta pureza, Gernot Voitic, director principal del proyecto de I+D de Rouge H2 Engineering, señala otra ventaja de la nueva tecnología: "El sistema OSOD puede pasar al modo de espera en caso de baja demanda y reanudar la producción de hidrógeno en cualquier momento si es necesario. Este lanzamiento a demanda y almacenamiento integrado es el USP del Generador H2 OSOD, y lo diferencia de otros productos similares".

Los investigadores de Rouge H2 Engineering y de la Universidad de Graz ya se están centrando en el siguiente paso. En la actualidad, el sistema sigue funcionando a escala industrial con gas natural. El grupo de trabajo ahora quiere hacerlo utilizable para el biogás, la biomasa y otras materias primas disponibles en la región. Las plantas de biogás, por ejemplo, podrían así ser aún más competitivas en el futuro y, en lugar de electricidad, producir también hidrógeno verde, que podría utilizarse para conceptos de movilidad sostenible.