Les claus d’un sistema energètic més sostenible

En l’ actualitat, el món es troba immers en una crisi energètica global sense precedents, la qual compta com a únic precedent amb la crisi del petroli de la dècada de 1970, quan la intervenció excessiva dels governs va ocasionar una greu disrupció en el mercat de l’ energia. Si el canvi climàtic ja s’havia mostrat com una realitat sobre la qual actuar, la pandèmia causada per la Covid-19, i la invasió d’Ucraïna per part de Rússia a principis del 2022, estan sent el colofó a un escenari en el qual ja es venia pronosticant la necessitat de comptar amb alternatives reals i efectives als combustibles fòssils.

Hi ha un ampli consens sobre la necessitat d’ assolir un sistema energètic més sostenible, que permeti reduir tant les emissions contaminants i d’ efecte d’ hivernacle, com la dependència energètica exterior. I són molts els que han posat els seus ulls en l’hidrogen com a combustible que pot ajudar a aconseguir les premisses anteriors.

I és que l’hidrogen es pot obtenir de l’aigua, mitjançant electrolitzadors, utilitzant per a això energies renovables com és l’energia solar i donant lloc així a l’anomenat hidrogen verd. D’ altra banda, l’ hidrogen pot ser emmagatzemat fins al seu ús i mitjançant la seva combustió pot transformar-se en energia elèctrica en piles de combustible. A més, el producte de la combustió de l’hidrogen és l’aigua, per la qual cosa no s’emeten substàncies contaminants com pot ser CO2 o compostos orgànics volàtils.

No obstant això, hi ha diverses limitacions en l’ús general de l’hidrogen com a combustible. Una d’elles està relacionada amb el seu emmagatzematge, que requereix condicions especials de pressió i temperatura. Una altra de les limitacions és el preu dels materials que componen els dispositius on es produeix l’hidrogen (electrolitzadors) i on l’hidrogen verd es transforma en energia elèctrica (piles de combustible). Aquests dispositius contenen uns components denominats membranes d’intercanvi protònic (PEM) i catalitzadors (el preu dels quals no és, precisament, assequible) i limita l’ús generalitzat d’aquesta tecnologia.

A la Universitat de Múrcia, el grup ‘Green Chemical Process Engineering’ que lidera Francisco José Hernández, s’ha proposat desenvolupar noves membranes PEM de baix cost amb líquids iònics i òxids metàl·lics per a la seva aplicació en piles de combustible microbianes i electrolitzadors d’hidrogen i per a això compta amb el finançament de la Fundació Sèneca-Agència Regional de Ciència i Tecnologia-en el marc del seu programa ‘Prova de concepte’.

«L’objectiu d’aquest projecte és desenvolupar noves membranes i catalitzadors que compleixin la funció necessària en el dispositiu electrolitzador i pila de combustible i que siguin més econòmics», indica. No hi ha dubte que l’interès principal a desenvolupar aquests nous materials rau a abaratir els costos i fins i tot l’eficiència dels dispositius per a la producció de l’hidrogen verd (electrolitzadors) i per a la transformació de l’hidrogen en energia elèctrica (piles de combustible). Tot i que, segons Fernández, «també a fer arribar la tecnologia de l’hidrogen verd a altres camps que fins ara seria impensable a causa dels costos associats a la mateixa. Entre els usos de l’hidrogen verd podríem trobar l’electrificació d’habitatges allunyats a xarxes de distribució convencionals, per exemple».

Per aconseguir el seu objectiu els investigadors de la UMU han desenvolupat unes membranes i catalitzadors que empren unes noves molècules denominades líquids iònics i metalls de baix cost. Els líquids iònics són sals que a diferència de les sals convencionals són líquids a temperatura ambient i a més a diferències dels líquids no s’ evaporen.

A més, explica l’investigador principal del grup que per al desenvolupament d’aquest treball s’han basat en resultats obtinguts en projectes de recerca previs, «en els quals hem col·laborat amb grups recerca d’Universitats Angleses i Holandeses. Recentment la Universitat de Múrcia s’ha unit a AHMUR (Associació Sectorial de l’Hidrogen verd a la Regió de Múrcia) que és una associació de nova creació a la Regió de Múrcia les iniciatives de la qual són molt interessants», diu.

Assegura que els resultats que se’n derivin poden obrir nous camins de recerca i noves fonts de finançament. Pel moment, han aconseguit demostrar que els nous materials preparats, membranes i catalitzadors són capaços de realitzar la seva funció per a la producció d’ hidrogen i transformació d’ aquest en energia elèctrica amb una eficiència similar als materials convencionals utilitzats fins al moment, però amb un cost fins a 10 vegades menor.

Actualment ja han presentat la patent de la solució proposada. «Estem treballant en una ‘prova de concepte’ que tracta de passar de l’escala laboratori a una escala el més similar al comercial. Esperem valoritzar els resultats d’aquesta investigació mitjançant la creació d’una ‘spin-off’», com explica Francisco José Hernández.

Recorda l’investigador que la tecnologia de l’hidrogen és una solució energètica que s’espera que sigui una opció energètica real i possible per a tothom en el futur proper, «però no se’ns ha d’oblidar que és una tecnologia també del present». Adverteix que ja existeixen models comercials de cotxe que funcionen amb hidrogen com el Toyota Mirai. Aquests cotxes són més eficients i no contaminen ja que no emeten ni CO2 ni altres gasos contaminants. «L’objectiu ara és que aquesta tecnologia estigui a l’abast de totes les butxaques i s’estengui a altres aplicacions i en això és en el que estem treballant. L’ús generalitzat d’aquesta tecnologia és el que realment revertiran en millores mediambientals i econòmiques».

Actualment, ja han presentat la patent de la solució proposada. “Estem treballant en una ‘prova de concepte’ que tracta de passar d’una escala de laboratori a una escala comercial el més propera possible. Esperem capitalitzar els resultats d’aquesta investigació creant un ‘spin-off'”, explica Francisco José Hernández.

L’investigador recorda que la tecnologia de l’hidrogen és una solució energètica que hauria de ser una opció energètica real i possible per a tothom en un futur pròxim, “però no hem d’oblidar que també és una tecnologia del present”. Adverteix que ja existeixen models comercials d’actuacions a hidrogen, com el Toyota Mirai. Aquests cotxes són més eficients i no contaminen perquè no emeten CO2 ni altres gasos contaminants. “L’objectiu ara és que aquesta tecnologia sigui assequible per a tothom i s’estengui a altres aplicacions, i en això estem treballant. L’ ús generalitzat d’ aquesta tecnologia és el que realment redundarà en millores ambientals i econòmiques.

Europa reconeix a Enderrocs l’aposta de Repsol per l’hidrogen verd

La Comissió Europea ha aprovat aquesta setmana la mobilització de 5.200 milions d’euros de finançament públic de tretze Estats membres per fomentar la investigació, el desplegament industrial a gran escala i la construcció d’infraestructures per a tota la cadena de valor de l’hidrogen renovable.

El finançament passarà pel reconeixement de projectes IPCEI, és a dir, projectes estratègics d’interès comú europeu (IPCEI). Dels 35 projectes presentats a aquest programa per 29 empreses, dos projectes promoguts per Repsol van rebre aquesta qualificació. Es tracta de dos grans electrolitzadors projectats a la vall de l’hidrogen de Enderrocs i al corredor basc de l’hidrogen, dues zones d’alt consum industrial.

En concret, Repsol impulsarà la construcció d’un electrolitzador de grans dimensions a Cartagena, amb una potència de 100 MW en la seva primera fase, amb l’objectiu d’impulsar la descarbonització de les indústries ubicades a la Vall d’Ucívola. Segons els estudis realitzats fins a la data, s’estima que gràcies a aquest electrolitzador s’evitarà l’emissió de més de 167.000 tones de CO₂ a l’any i es podrien generar uns 1.100 llocs de treball.

Els projectes que han rebut la qualificació IPCEI formen una part important de l’ estratègia d’ hidrogen renovable de Repsol i el reconeixement de la Comissió Europea confirma el paper de lideratge de la companyia multienergètica a Espanya, on actualment és el primer productor i consumidor d’ hidrogen. I és que Repsol té prevista una inversió de 2.549 milions d’euros fins al 2030 amb l’objectiu de dominar el mercat de la Península Ibèrica i ser el tercer productor d’Europa d’hidrogen renovable.

Font: Cuba