La revolucionaria membrana cerámica hace que las pilas de combustible de hidrógeno sean altamente eficientes

El hidrógeno es conocido como portador de energía para las pilas de combustible. También encuentra una aplicación significativa en varios procesos industriales, desde el procesamiento de alimentos hasta la fabricación de vidrio, semiconductores y fertilizantes a base de amoníaco.

Un equipo de científicos respaldado y encabezado por CoorsTek, el fabricante líder mundial de cerámicas de ingeniería, ha desarrollado una membrana cerámica que genera hidrógeno comprimido derivado del gas natural y la electricidad. Esta conversión es un proceso de un solo paso y, lo que es más interesante, su pérdida de energía es casi nula.

Al ser una tecnología altamente eficiente que utiliza gas natural barato y abundante, la membrana cerámica permite la producción de hidrógeno que es la alternativa más limpia y económica para alimentar vehículos, en comparación con la electricidad y el petróleo.

Según el Dr. José Serra, coautor del estudio, la pérdida de energía casi nula y altamente eficiente del proceso de conversión de gas natural en hidrógeno se atribuye a la combinación de una reacción química endotérmica o de absorción de calor y una reacción electroquímica. . Esta última es una reacción que requiere electricidad y electrolitos para que se produzca la reacción.

La membrana cerámica que se compone de óxido de bario, óxido de circonio y óxido de itrio, actúa como un electrolito sólido, transportando iones de hidrógeno a temperaturas elevadas dentro del rango de 400 a 900 grados centígrados. Al someter la celda de cerámica a la electricidad, el hidrógeno no solo se separa de otros gases, sino que también se comprime electroquímicamente.

El Dr. Serra cita aplicaciones plausibles de la tecnología de membrana cerámica. "Por ejemplo, podemos usar la tecnología de membrana cerámica para producir hidrógeno a partir del agua. Esto requerirá más energía eléctrica que reformar el metano, pero si la electricidad está disponible a partir de fuentes renovables, podemos producir hidrógeno sin emisiones de CO2. También puede pensar en un paso y diseñe sistemas de energía que no solo sean bajos en carbono o cero carbono, sino que incluso tengan emisiones de carbono negativas. Este será el caso si usa electricidad renovable para reformar el biogás en hidrógeno y almacenar el carbono producido del biogás bajo tierra. De esta manera , el hidrógeno puede algún día convertirse en un portador de energía de emisión negativa".

Per Vestre, director general de CoorsTek Membrane Sciences, explica las ventajas de su tecnología. "Nuestra innovadora tecnología de membrana cerámica hace posible que los vehículos alimentados con hidrógeno tengan una eficiencia energética superior con menos emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con un vehículo eléctrico de batería cargado con electricidad de la red. El potencial de esta tecnología también va mucho más allá de reducir el costo y "Impacto ambiental del abastecimiento de combustible para vehículos motorizados. Con las capacidades de fabricación de cerámica de ingeniería de CoorsTek de gran volumen, podemos hacer que las membranas cerámicas sean competitivas en costos con la tecnología tradicional de conversión de energía para la producción de hidrógeno a escala industrial y a menor escala".

Se pueden leer más detalles en su trabajo de investigación titulado "Producción termoelectroquímica de hidrógeno comprimido a partir de metano con una pérdida de energía casi nula".