Un grupo de investigadores de la Universitat Jaume I de Castell\u00f3, la Universidad de Zaragoza y el Instituto de Tecnolog\u00eda Qu\u00edmica de la Universitat Polit\u00e8cnica de Val\u00e8ncia-CSIC (Espa\u00f1a), coordinados por el profesor Jos\u00e9 Antonio Mata de la UJI, han desarrollado y patentado un nuevo procedimiento de producci\u00f3n eficiente, almacenamiento y transporte seguro de hidr\u00f3geno para su uso en celdas de combustible mediante el uso de reactivos qu\u00edmicos. La tecnolog\u00eda se basa en la utilizaci\u00f3n de los denominados \u00abl\u00edquidos org\u00e1nicos portadores de hidr\u00f3geno\u00bb (liquid organic hydrogen carriers o LOHC).<\/p>\n
El hidr\u00f3geno es un excelente combustible por su elevada densidad energ\u00e9tica y nula emisi\u00f3n de gases de efecto invernadero. Su combinaci\u00f3n con el ox\u00edgeno atmosf\u00e9rico produce energ\u00eda y agua como \u00fanico subproducto, convirti\u00e9ndolo en uno de los principales candidatos para sustituir a los combustibles f\u00f3siles como fuente de energ\u00eda para el sector del transporte.<\/p>\n
Pese a ello, a\u00fan existen algunos inconvenientes que han impedido la implantaci\u00f3n de la llamada \u00abeconom\u00eda del hidr\u00f3geno\u00bb. El primero es que este gas no se encuentra en la corteza terrestre y debe producirse en un proceso que no suele ser sostenible, y el segundo es su naturaleza inflamable y la necesidad de transportarlo de forma comprimida, con los peligros que derivan.<\/p>\n
La principal ventaja de estos l\u00edquidos es que pueden almacenar hidr\u00f3geno durante largos per\u00edodos de tiempo y adem\u00e1s pueden ser transportados utilizando la infraestructura actual. El equipo investigador ha estudiado diferentes l\u00edquidos org\u00e1nicos portadores de hidr\u00f3geno hasta llegar a un nuevo sistema de almacenamiento de hidr\u00f3geno basado en una reacci\u00f3n qu\u00edmica de acoplamiento entre un hidrosilano y un alcohol, catalizada por un compuesto de rutenio soportado en grafeno.<\/p>\n
\u201cDe esta manera, el empleo de coches y medios de transporte no producir\u00eda ninguna emisi\u00f3n contaminante. Una de las posibilidades es emplear unos compuestos qu\u00edmicos l\u00edquidos que se obtengan con hidr\u00f3geno y que, luego en el coche, liberen el hidr\u00f3geno en funci\u00f3n de las necesidades del veh\u00edculo. Esto se podr\u00eda conseguir con el catalizador que se describe en la patente\u201d, apunta Hermenegildo Garc\u00eda, investigador del Instituto de Tecnolog\u00eda Qu\u00edmica, centro mixto de la Universitat Polit\u00e8cnica de Val\u00e8ncia y el CSIC.<\/p>\n
Las aportaciones de este proceso son m\u00faltiples respecto a los sistemas ya establecidos. En primer lugar, es un proceso vers\u00e1til desde el punto de vista qu\u00edmico porque existen muchas combinaciones de hidrosilanos y alcoholes que pueden emplearse. En segundo lugar, el proceso se puede realizar muy r\u00e1pido y no se requieren temperaturas elevadas, ya que el equipo ha desarrollado tambi\u00e9n catalizadores de rutenio que son altamente eficientes para esta reacci\u00f3n. Y en tercer lugar, el proceso es reversible, porque el producto formado en el acoplamiento entre un hidrosilano y alcohol es un silil-\u00e9ter que puede transformarse de nuevo en el producto original mediante un reductor.<\/p>\n
Entre sus principales ventajas est\u00e1 que constituye un sistema energ\u00e9tico cuyo \u00fanico subproducto es el agua y, a la vez, es reversible, al permitir almacenar-generar hidr\u00f3geno en funci\u00f3n de la demanda; puede adaptarse f\u00e1cilmente a sistemas de generaci\u00f3n y empleo de energ\u00eda no est\u00e1ticos, como los autom\u00f3viles; el uso del silano-alcohol como LOHC permite trabajar a bajas temperaturas en la obtenci\u00f3n del gas y la tecnolog\u00eda elude los problemas de seguridad del almacenamiento de hidr\u00f3geno.<\/p>\n
El proceso global de generaci\u00f3n de energ\u00eda contempla cuatro grandes bloques. La producci\u00f3n ser\u00eda el primero, cuyo reto consistir\u00eda en la obtenci\u00f3n de hidr\u00f3geno a partir de energ\u00edas alternativas como la solar o la e\u00f3lica, en un proceso casi-sostenible; para ello ser\u00eda conveniente que los subproductos derivados se obtuvieran en un centro industrial en donde la generaci\u00f3n estuviera totalmente controlada. En el segundo (transporte) y tercero (distribuci\u00f3n), que no requieren ninguna innovaci\u00f3n en el \u00e1mbito industrial o cient\u00edfico, el sistema propuesto podr\u00eda utilizar la infraestructura existente para el transporte y distribuci\u00f3n de los derivados del petr\u00f3leo. Por \u00faltimo, el cuarto (utilizaci\u00f3n) es el que contempla la reacci\u00f3n qu\u00edmica para la obtenci\u00f3n de hidr\u00f3geno y su utilizaci\u00f3n en celdas de combustible. Los resultados preliminares obtenidos muestran que la reacci\u00f3n es muy r\u00e1pida y puede tener lugar incluso a temperatura ambiente, lo que se corresponde con una cin\u00e9tica adecuada para la obtenci\u00f3n e inmediata utilizaci\u00f3n de hidr\u00f3geno.<\/p>\n
\u00abNuestra propuesta pretende contribuir a impulsar el desarrollo de una sociedad m\u00e1s sostenible\u201d, se\u00f1ala el aragon\u00e9s Miguel Baya, del Instituto de S\u00edntesis Qu\u00edmica y Cat\u00e1lisis Homog\u00e9nea (ISQCH), centro mixto de investigaci\u00f3n de la Universidad de Zaragoza y del CSIC. \u201cUna aplicaci\u00f3n directa de nuestro sistema podr\u00eda realizarse en un veh\u00edculo de hidrogeno que repostar\u00eda los reactivos (A y B) en la estaci\u00f3n de servicio. Ya en marcha, la combinaci\u00f3n de ambos le permitir\u00eda obtener hidr\u00f3geno que inmediatamente ser\u00eda empleado como combustible, generando energ\u00eda motriz y liberando vapor de agua a trav\u00e9s del tubo de escape. Al repostar de nuevo, se descargar\u00eda el subproducto generado (C) por la reacci\u00f3n de generaci\u00f3n de hidr\u00f3geno para su posterior reciclado\u00bb.<\/p>\n
Este nuevo procedimiento se dirige a la industria de producci\u00f3n de energ\u00eda, espec\u00edficamente a aqu\u00e9lla que explota fuentes de energ\u00eda renovables libres de emisiones contaminantes y de efecto invernadero. En concreto, es de aplicaci\u00f3n en compa\u00f1\u00edas dedicadas a la producci\u00f3n y comercializaci\u00f3n de soluciones para el almacenamiento y transporte de hidr\u00f3geno, como vector energ\u00e9tico, basadas en el uso de LOHC como portadores de hidr\u00f3geno.<\/p>\n
El equipo de investigaci\u00f3n, que ha validado el nuevo procedimiento a nivel experimental en el entorno de laboratorio, est\u00e1 formado por Jos\u00e9 Mata (UJI), director del proyecto, Miguel Baya (UZA) y Hermenegildo Garc\u00eda (UPV-CSIC). En el grupo investigador de la universidad p\u00fablica de Castell\u00f3n han participado tambi\u00e9n David Ventura-Espinosa, becario del Ministerio de Econom\u00eda y Competitividad (FPU); Alba Carretero, alumna del M\u00e1ster en Qu\u00edmica Aplicada y Farmacol\u00f3gica; Mapi Borja, personal postdoctoral de la UJI, y Andr\u00e9s Mollar, estudiante del Grado de Qu\u00edmica.<\/p>\n