Investigadores españoles logran un avance clave en la producción de hidrógeno a partir de amoníaco
Un grupo de científicos del Instituto de Tecnología Química (ITQ), un centro asociado entre el CSIC y la Universitat Politècnica de València (UPV), junto con expertos de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), ha creado un método novedoso para obtener hidrógeno a partir de amoníaco, un progreso que puede ser crucial para su integración a gran escala en la transición energética.
La principal innovación de este estudio es que todo el procedimiento se lleva a cabo dentro de un solo reactor. En este, se combinan el craqueo del amoníaco, así como la separación, purificación y compresión del hidrógeno, un proceso que anteriormente requería diferentes equipos y un mayor uso de energía. Gracias a esta combinación, se produce hidrógeno de alta pureza, listo para ser almacenado o transportado, con una eficiencia mucho mayor que los métodos tradicionales.
Para conseguir estos resultados, los investigadores han utilizado reactores electroquímicos de cerámica de protones (PCER). Estos dispositivos permiten descomponer el amoníaco y, al mismo tiempo, separar y comprimir el hidrógeno de manera electroquímica, sin necesidad de aplicar calor externo o usar compresores mecánicos, lo que disminuye considerablemente el consumo energético del procedimiento.
Adicionalmente, el equipo ha creado un modelo de control en tiempo real que puede monitorizar todos los procesos eléctricos, químicos y térmicos que ocurren dentro del reactor. Este sistema emplea algoritmos avanzados y sensores virtuales, llamados soft sensors, que permiten evaluar parámetros cruciales como la presión parcial del hidrógeno o la resistencia de la membrana. Gracias a este control, se evita la degradación del catalizador, se optimiza la producción y se asegura la estabilidad del sistema durante su funcionamiento continuo.
El modelo ha sido validado a través de simulaciones de alta precisión, que han mostrado resultados muy favorables en términos de eficiencia, tasa de conversión del amoníaco y estabilidad térmica del reactor. Esta validación representa un avance significativo para que esta tecnología pueda ser utilizada en una aplicación industrial de mayor escala.
Este avance es aún más relevante si se considera que el amoníaco contiene un 17,6 % de hidrógeno en peso y que ya existe una extensa infraestructura internacional para su producción, transporte y almacenamiento, lo que lo convierte en una opción energética muy competitiva. Así, esta investigación abre la posibilidad de una producción de hidrógeno más eficaz, segura y fácil de transportar, fortaleciendo su papel como elemento esencial en el futuro de un sistema energético descarbonizado.
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