El nuevo método reduce emisiones y puede generar grafito de alta calidad para baterías
Investigadores de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, desarrollaron un método que podría mejorar considerablemente la producción de hidrógeno y reducir las emisiones de dióxido de carbono asociadas con este proceso industrial.
La propuesta utiliza la pirólisis del metano, una técnica que descompone este gas a temperaturas cercanas a los 1.000 °C para obtener hidrógeno gaseoso y carbono sólido. A diferencia de métodos convencionales que generan CO₂, el proceso permite obtener el carbono en forma sólida.
EL PROBLEMA DEL CALENTAMIENTO
Uno de los principales obstáculos para llevar la pirólisis del metano a escala industrial es precisamente el calentamiento. Los grandes reactores utilizados para producir hidrógeno necesitan alcanzar temperaturas extremadamente elevadas, pero calentarlos desde el exterior dificulta que el calor llegue de manera eficiente al centro del reactor.
El equipo dirigido por investigadores del Departamento de Ingeniería Química de Stanford desarrolló una alternativa: calentar el reactor desde el interior.
Para conseguirlo, los científicos utilizan una parte del propio hidrógeno producido durante el proceso. Este hidrógeno se quema dentro del reactor y genera principalmente agua, evitando las emisiones directas de carbono asociadas con la combustión de gas natural.
DIEZ VECES MÁS EFICIENTE
Según los investigadores, el nuevo sistema de calentamiento autotérmico puede aumentar la eficiencia aproximadamente diez veces.
En términos prácticos, un reactor equipado con este sistema podría producir una cantidad de material equivalente a la que generarían unos diez reactores utilizando métodos convencionales de calentamiento externo con una cantidad comparable de energía.
Este aumento de eficiencia resulta especialmente importante si la tecnología pretende alcanzar una escala industrial capaz de atender la demanda mundial de hidrógeno.
UN SUBPRODUCTO CON VALOR COMERCIAL
El descubrimiento no terminó con la mejora energética.
Los investigadores encontraron que el carbono sólido obtenido durante la reacción presentaba un alto grado de grafitización y una calidad superior a la esperada.
El grafito tiene numerosas aplicaciones industriales y tecnológicas, entre ellas la fabricación de baterías y electrodos, por lo que este subproducto podría convertirse en una fuente adicional de valor económico.
UN HIDRÓGENO MÁS SOSTENIBLE
El hidrógeno es fundamental para industrias como la producción de fertilizantes, el refinado de combustibles y la fabricación de productos químicos. Sin embargo, buena parte del hidrógeno que se produce actualmente depende de procesos asociados a importantes emisiones de CO₂.
El avance de Stanford no elimina todos los desafíos de la producción de hidrógeno, pero aborda uno de los principales problemas para escalar la pirólisis del metano: cómo suministrar grandes cantidades de calor de manera eficiente y con menores emisiones.
Los investigadores consideran que mejorar simultáneamente la eficiencia energética y el aprovechamiento del carbono puede contribuir a desarrollar una producción de hidrógeno con menor impacto ambiental.
