Cargar el hidrógeno pero retener el carbono
Hidrógeno limpio a partir de energía solar y astillas de madera
En la carrera mundial por frenar el cambio climático y reducir las emisiones de carbono, el hidrógeno se considera un serio aspirante a sustituir a los combustibles fósiles. Aunque el hidrógeno "arde" de forma limpia, con sólo agua como subproducto, la forma actual de hacer del hidrógeno una alternativa de combustible fiable requiere mucha energía y carbono.
Diseño de la instalación propuesta
KyotoU/Shutaro Takeda
Tanto si se divide el agua con electricidad como si se libera hidrógeno a partir de combustibles fósiles u otras fuentes de hidrocarburos, cada paso adelante en la fabricación de hidrógeno va acompañado de al menos dos pasos atrás en términos de emisiones deCO2 asociadas. En algunos procesos, cada kilogramo de hidrógeno va acompañado de casi 30 kilogramos de emisión deCO2.
Ahora, un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad de Kioto ha desarrollado un novedoso diseño de planta de hidrógeno que aprovecha recursos totalmente renovables para producir la menor cantidad deCO2 asociada registrada hasta la fecha. Han publicado su propuesta en el International Journal of Hydrogen Energy.
"La energía solar es la candidata obvia para impulsar cualquier producción de hidrógeno, pero el problema ha sido a menudo que la luz solar es demasiado intermitente", dice el autor Shutaro Takeda.
El novedoso planteamiento del equipo, consistente en utilizar la calefacción solar para gasificar la biomasa, parece ser la forma más eficaz y práctica de producir hidrógeno con una baja huella de carbono. Están trabajando en la combinación de dos sistemas diferentes para crear un nuevo tipo de instalación de hidrógeno denominada planta de producción de hidrógeno por gasificación indirecta de biomasa impulsada por energía solar, o planta SABI-Hydrogen.
En primer lugar, para captar eficazmente la luz solar, eligieron una disposición de espejos especiales, llamados heliostatos, que enfocan la luz hacia un receptor situado en la parte superior de una estructura de torre. En estas condiciones, un material de transferencia de calor en el receptor puede alcanzar temperaturas de hasta 1.000 grados Celsius.
A continuación, este calor se transfiere desde el receptor a la parte del sistema dedicada al gasificador, donde un recipiente que contiene astillas de madera como biomasa se calienta intensamente en ausencia de oxígeno. En lugar de arder por combustión, las astillas se convierten en una mezcla de gases que contienen una gran proporción de hidrógeno.
Como alternativa, en ausencia de calefacción solar, este gasificador también podría calentarse de forma convencional quemando combustible para suministrar calor al sistema.
Por último, el equipo evaluó el impacto medioambiental global del diseño, basándose en un método de evaluación de impacto estándar internacional, ReCiPe2016. El resultado mostró que el sistema SABI-Hydrogen sólo emitiría 1,04 kg deCO2 por kg de hidrógeno producido: el valor más bajo entre todos los métodos de producción de hidrógeno existentes.
Takeda considera que la naturaleza es nuestro mayor recurso y nos ofrece todo lo que necesitamos para combatir el calentamiento global. "Nuestra modelización muestra que el uso de la energía solar y de los recursos de biomasa procedentes de bosques gestionados podría permitirnos fabricar hidrógeno de forma sostenible y con un bajo impacto medioambiental", concluye.
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