El hidrógeno es el elemento más ligero y abundante del universo, por lo que siempre ha estado en las quinielas de las posibles soluciones a la crisis climática. El desafío hasta ahora ha sido obtener hidrógeno de forma limpia y asequible, pero un equipo de científicos del MIT tiene una propuesta prometedora: un sistema capaz de producir hidrógeno verde y barato con el calor del sol.
El problema con el hidrógeno. El hidrógeno tiene una mayor densidad de energía por peso que las baterías eléctricas. Puede almacenar energía y liberarla gradualmente, como ocurre en los coches de hidrógeno. Sin embargo, el hidrógeno no es una fuente primaria de energía, sino un vector energético que necesita energía externa para su obtención.
Aunque el hidrógeno podría ser una fuente de energía limpia y renovable, su producción actual involucra gas natural y otros combustibles fósiles que emiten una cantidad considerable de gases de efecto invernadero. Para abordar este problema, investigadores del MIT han desarrollado un sistema que usa energía solar para generar hidrógeno de manera ecológica y, sobre todo, más eficiente que otras alternativas similares.
Hidrógeno barato a partir del calor del sol. En un estudio publicado por Solar Energy Journal, el equipo del MIT describe un método para la producción de "hidrógeno termoquímico solar" (STCH, por sus siglas en inglés) que utiliza el calor del sol para descomponer el agua y generar hidrógeno de manera ecológica y eficiente.
Los diseños anteriores de STCH solo lograban convertir alrededor del 7% de la energía solar recibida en hidrógeno. El nuevo diseño del MIT podría aprovechar hasta el 40% del calor solar, lo que significaría una reducción sustancial en los costes de la obtención de hidrógeno verde.
Sistema de "trenes" para producir hidrógeno barato. Imagen: Ahmed Ghoniem et al. / MIT
Cómo Funciona. En lugar de depender de bombas mecánicas que consumen mucha energía, el diseño utiliza un conjunto de reactores en forma de tren que circulan alrededor de la fuente de calor solar. Cada reactor contiene un metal que sufre un proceso de oxidación-reducción para producir hidrógeno.
Además, el sistema incluye un segundo conjunto de reactores que se mueve en dirección opuesta. Estos reactores externos funcionan a temperaturas más bajas y se utilizan para eliminar el oxígeno de los reactores internos, conservando así una mayor cantidad de energía.
Podría integrarse en planta termosolar. El sistema podría integrarse en una Planta de Concentración Solar en Potencia (CSP), donde una matriz de espejos refleja la luz solar hacia una torre receptora central. Este calor se utilizaría para descomponer las moléculas de agua y generar hidrógeno. Y puesto que el calor se puede conservar en ciertos materiales como sales fundidas, la producción de hidrógeno podría extenderse a las 24 horas del día.
Al ser una solución más eficiente y asequible que otras que ya obtenían STCH, el sistema del MIT podría convertirse en una opción escalable para ayudar a descarbonizar la industria del transporte. Un combustible limpio como el hidrógeno verde podría impulsar camiones, barcos y aviones sin emitir emisiones de gases de efecto invernadero. Un avión comercial totalmente eléctrico es inviable ahora mismo por el peso de las baterías, pero con el hidrógeno la cosa cambia.
Se probará en 2024. Lejos de quedarse en la teoría, el MIT supervisará la construcción de un prototipo que se probará en instalaciones de energía solar de concentración en 2024. No en vano, la investigación está financiada por el Departamento de Energía de Estados Unidos, que tiene como objetivo producir hidrógeno verde para 2030 a un coste de 1 dólar por kilogramo.
La genialidad de esta investigación es haber logrado un sistema suficientemente sencillo y barato para producir hidrógeno a partir de la luz solar con una eficiencia que deja en pañales a los métodos anteriores. Un avance significativo que, si se prueba con éxito a gran escala, podría convertir la promesa del hidrógeno como combustible limpio del futuro en una realidad.
Imagen | SENER
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