Una nueva tecnología de producción de hidrógeno

Aingeru Remiro Eguskiza, ingeniero químico por la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea, ha enmarcado su tesis doctoral "Producción de hidrógeno mediante reformado con vapor de bio-oil. Integración en el proceso de las etapas térmica, catalítica y de captura de co2" en la búsqueda de un proceso para la producción de hidrógeno a partir del bio-oil, con un impacto sobre el medio ambiente menor que el de las rutas actuales.

El encarecimiento gradual del precio del petróleo y las consecuencias medioambientales negativas que supone su uso nos sitúan a las puertas de un cambio de modelo energético que deberá abordarse en las próximas décadas. Ante la evidente necesidad de encontrar una alternativa energética que sustituya, al menos parcialmente y de forma progresiva, a los combustibles fósiles en un futuro próximo, el hidrógeno se está revelando como una de las alternativas.

En la actualidad, el hidrógeno se obtiene mediante diversos métodos que requieren la separación el hidrógeno de otros elementos químicos como el carbono (en los combustibles fósiles) y el oxígeno (del agua). Los métodos empleados para dicho fin no son viables desde el punto de vista medioambiental y económico, respectivamente, para la producción masiva de hidrógeno.

El objetivo planteado en esta tesis fue contribuir al desarrollo a escala de laboratorio de un proceso para la producción de hidrógeno a partir del bio-oil, mediante reformado catalítico con vapor de agua. El bio-oil es una mezcla heterogénea de productos oxigenados procedente de la madera cuya transformación catalítica conlleva habitualmente problemas de operatividad y de desactivación del catalizador, ya que, durante su calentamiento, una fracción de los compuestos constituyentes del bio-oil forma un residuo sólido (denominado lignina pirolítica) que queda depositado en los conductos de entrada del reactor y en el propio reactor. El bio-oil empleado para las investigaciones de la tesis ha sido desarrollado en una planta de IK4-Ikerlan.

Un equipo de reacción de diseño propio
Para solventar los problemas que genera el uso del bio-oil, se ha utilizado un equipo de reacción de diseño propio, que consta de dos etapas: térmica y catalítica. En la etapa térmica (donde se calienta el bio-oil) tiene lugar la deposición controlada de la lignina pirolítica, lo que minimiza los problemas operacionales y la desactivación del catalizador. De esta manera, los compuestos que se obtienen de la etapa térmica son más susceptibles de ser transformados.

Adicionalmente, se ha integrado una tercera etapa en el proceso, la captura de CO2, con el objetivo de intensificar la producción de H2, aumentar su pureza y reducir las emisiones contaminantes asociadas. El proceso consiste en utilizar un adsorbente en el lecho de reacción, para la captura de CO2. "Al eliminar el CO2 del propio lecho de reacción, estamos favoreciendo el desplazamiento de los equilibrios de reacción, y en consecuencia, obteniendo mayor rendimiento y una mayor producción de hidrógeno", explica Remiro.

En este contexto, destaca que se ha comprobado la mejora que presenta la captura de CO2 en el lecho de reacción al lograr un hidrógeno de gran pureza, cercana al 100 %, a una menor temperatura de operación respecto al proceso sin captura de CO2.

Sobre el autor
Aingeru Remiro Eguskiza (Santurtzi, 1982). Doctor en Ingeniería Química, ha realizado su tesis doctoral en el Departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, bajo la dirección de Ana G. Gayubo Cazorla y Javier Bilbao Elorriaga, catedráticos del Departamento de Ingeniería Química. El bio-oil empleado para las investigaciones de la tesis ha sido desarrollado en una planta de IK4-Ikerlan y ciertos análisis se han llevado a cabo en los Servicios Generales de Investigación de la UPV/EHU (SGIker).