Cómo eliminar gases contaminantes al producir hidrógeno

Investigadores de la Universidad de Osaka han logrado un progreso para eliminar muchos de los cuellos de botella pendientes en el uso del hidrógeno como fuente de energía limpia.

Un obstáculo importante para el uso masivo de hidrógeno como combustible es cómo se produce actualmente. Hay muchos métodos para producir hidrógeno, como hacer reaccionar vapor a alta temperatura con gas natural, pero estos enfoques dan como resultado la producción de hidrógeno crudo, que contiene gases contaminantes que son difíciles de eliminar, lo que reduce el valor del hidrógeno resultante.

Para el uso comercial del hidrógeno, todos los contaminantes deben eliminarse rigurosamente mediante procesos de uso intensivo de energía de varios pasos que se optimizan de forma independiente para cada contaminante, lo que dificulta la extracción del hidrógeno de la mezcla cruda que contiene los subproductos.

La dificultad de extraer hidrógeno de gases contaminantes comunes ha restringido la utilidad de los portadores de hidrógeno orgánicos líquidos, lo último en almacenamiento de hidrógeno. En estos sistemas, muchos investigadores han luchado durante décadas para superar el desafío de inducir a los portadores a absorber, es decir, almacenar, hidrógeno en presencia de gases contaminantes. Por ejemplo, "incluso una pequeña cantidad de monóxido de carbono puede dificultar la absorción de hidrógeno", dice Yoichi Hoshimoto, el autor correspondiente. "Por lo tanto, son necesarios métodos de purificación costosos para aislar el hidrógeno antes del almacenamiento".

Para superar estos desafíos, Hoshimoto y su equipo han sintetizado boranos de triarilo no perecederos que absorbían hidrógeno incluso en presencia de gases contaminantes comunes, logrando los siguientes resultados innovadores: almacenamiento de hidrógeno (con una eficiencia de hasta 99 %) y subsiguiente liberación de hidrógeno con una pureza de hasta el 99,9%.

"El valor industrial del hidrógeno molecular se ha visto afectado durante mucho tiempo por cantidades sustanciales de monóxido de carbono y otros contaminantes", explica Hoshimoto. "Sin embargo, en el método de hidrogenación catalítica que desarrollamos, incluso un exceso de cinco veces de un contaminante no fue un problema, y la absorción y liberación de hidrógeno se lograron sin usar ningún solvente".

Este trabajo, publicado en Science Advances, logró una prueba de concepto para un nuevo método de producción de hidrógeno que elimina la necesidad de etapas de purificación separadas antes del almacenamiento y, por lo tanto, demuestra el potencial para aumentar la sostenibilidad económica del hidrógeno como vector de energía.