23/04/2013 - Mejoras en la obtención de hidrógeno a partir de la fotoelectrocatálisis

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Investigadores del IREC (Instituto de Recerca en Energía de Cataluña) han desarrollado un proceso que permite obtener hidrógeno como combustible con costes de producción más reducidos y con mayor vida media y la durabilidad del sistema.

Este proceso permite  obtener una muy alta eficiencia en la conversión de fotones a electrones, con el consiguiente aumento de productividad  en la obtención de hidrógeno en un fotoreactor, a partir de un proceso de  fotoelectrocatálisis. 

Los costes del proceso y el análisis del balance energético implicado garantizan una producción competitiva, abriendo claras expectativas para alcanzar eficiencias factibles desde el punto de vista industrial en la conversión directa de la energía solar a combustibles.

La principal innovación aportada radica en el uso de nanohilos sometidos a tratamiento que permiten controlar su calidad y estado superficial que favorecen los procesos fotocatalíticos.

La molécula del hidrógeno constituye el bloque elemental de la denominada economía del C1 (moléculas basadas en un carbón) y del hidrógeno  que permite definir un futuro energético diferente del actual basado en combustibles fósiles,  libre de dependencias geopolíticas asociadas a los mismos y disminuyendo los impactos medioambientales.

Asimismo la molécula de hidrógeno constituye uno de los principales transportadores de energía química al permitir mediante su combustión recuperar su alto contenido energético y obtener agua como subproducto de la combustión, en lugar de CO2, evitando los efectos sobre el cambio climático.

El interés sobre la utilización de hidrógeno como combustible ha estado tradicionalmente relacionado al uso de pilas de combustible como sistema electroquímico para la producción de electricidad con muy alta eficiencia, >45%,  a diferencia de otros métodos cómo microturbinas o motores de combustión interna que presentan eficiencias inferiores al 30%. Sin embargo, a pesar de sus ventajas, la necesidad de desarrollar la correspondiente infraestructura y de disponer de sistemas de producción baratos y eficientes ha dificultado su implementación.

Proyecto SOLAROGENIX 

Actualmente, la posibilidad de inyectar hidrógeno en los gasoductos  y utilizar estos como sistemas de almacenamiento de la energía con una gran capacidad ha  acelerado las expectativas sobre la utilización del hidrógeno, habiendo crecido enormemente el interés en los métodos de producción del mismo con costes competitivos como el desarrollado en IREC.

Este sistema será extendido, en base a la participación de IREC en el consorcio europeo SOLAROGENIX  de centros de investigación y empresas, a la obtención directa del hidrógeno a partir del agua del mar. Para ello, se utilizarán materiales alternativos para obtener fotoelectrodos nanoestructurados tridimensionales de gran área efectiva, a la vez que serán controladas  sus propiedades  con el objetivo de incrementar su capacidad fotocatalítica. Estos avances serán incluidos en un nuevo diseño de reactores fotoelectrocatalíticos para la producción y captura del hidrógeno obtenido.

El proyecto SOLAROGENIX  contempla el desarrollo de un demostrador precomercial de un  fotoreactor con eficiencias superiores al 5% y producción de más de 20 litros de hidrógeno por metro cuadrado y hora capaz de trabajar con agua del mar. 

El proyecto SOLAROGENIX empezó en febrero 2013 y tendrá una duración de 3 años. El  presupuesto total del proyecto asciende a 4 millones de euros, financiado por el séptimo programa marco de la Comisión Europea (FP7-NMP).

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IREC

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