Un equipo de la Universitat Politècnica de València (UPV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un sistema que permite producir hidrógeno limpio a partir de metano mediante energía de microondas. La tecnología reduce la temperatura y el consumo energético del proceso, evita emisiones directas de dióxido de carbono y genera nanomateriales de carbono con aplicaciones industriales.
La investigación ha contado con especialistas del grupo DIMAS del Instituto ITACA, dirigido por José Manuel Catalá Civera, y del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del CSIC y la UPV liderado por José Manuel Serra. Los resultados se han publicado en la revista científica ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Las pruebas han alcanzado conversiones de metano de hasta el 80 % a una temperatura de 500 grados. Esta cifra representa aproximadamente la mitad de los más de 900 o 1.000 grados que suelen requerir los métodos tradicionales de descomposición del metano. Además, el sistema ha mantenido una selectividad del 100 % en la producción de hidrógeno.
La principal diferencia respecto a los procesos convencionales reside en la forma de aplicar el calor. Mientras los sistemas habituales calientan todo el reactor, las microondas concentran la energía directamente sobre el catalizador. De este modo, disminuyen las pérdidas energéticas y facilitan el uso de electricidad procedente de fuentes renovables.
Menores costes y más eficiencia en la producción de hidrógeno
El investigador del ITQ Alfonso Carrillo explica que gran parte del hidrógeno producido actualmente procede del gas natural mediante procesos que liberan elevadas cantidades de dióxido de carbono.
“Nuestra tecnología utiliza también metano, pero lo transforma en hidrógeno y carbono sólido mediante microondas, evitando las emisiones directas de CO₂ y reduciendo de forma notable la energía necesaria para llevar a cabo la reacción”, señala Carrillo.
El investigador resume las ventajas de la tecnología en tres aspectos: “Menos energía consumida, menores costes de operación y mayor eficiencia del proceso”.
El sistema emplea, además, catalizadores elaborados con materiales abundantes y de bajo coste. Según el equipo científico, esta característica podría favorecer su escalabilidad y su integración en procesos industriales alimentados con fuentes renovables.
El carbono se convierte en nanomateriales útiles
La tecnología desarrollada por ITACA y el ITQ también aprovecha el carbono sólido generado durante la reacción. En lugar de convertirse en un residuo, este material se transforma en nanofibras y otras nanoestructuras de alto valor añadido.
Estos productos pueden utilizarse en baterías, supercondensadores, sensores, dispositivos electrónicos, sistemas de almacenamiento energético y materiales compuestos para la industria del transporte.
“Nuestro objetivo no era únicamente producir hidrógeno, sino hacerlo con un proceso más eficiente, que reduzca el consumo energético y convierta el carbono en un recurso útil en lugar de emitirlo a la atmósfera”, explica José Daniel Gutiérrez Cano, investigador de ITACA.
El especialista añade que el sistema reúne esas condiciones y es fruto de “más de cinco años de trabajo” en los laboratorios de ambos institutos. La investigación abre así una vía para avanzar hacia una producción de hidrógeno con menor consumo energético y con un aprovechamiento adicional del carbono generado durante el proceso.
