La población mundial actual es de 6.000.000.000 de habitantes con un crecimiento de 1,8 % por año. La demanda de energía a nivel mundial crece cada año entre un 8 y un 10 %. Nuestra alta dependencia de los combustibles fósiles plantea dos aspectos críticos, por un lado la disminución de recursos fósiles que afecta a la necesidad de asegurar un suministro fiable y asequible de energía como aspecto fundamental que proporcione la estabilidad y el desarrollo económico de nuestra sociedad y por otro, la calidad del medio ambiente y la necesidad urgente de atajar la problemática creada en cuanto a su deterioro creciente.
Estos dos aspectos constituyen retos importantes que es necesario resolver pues afectan a nuestra supervivencia.
Es necesario encontrar nuevas alternativas energéticas y en este contexto, es probable que el hidrógeno forme parte de este futuro y posiblemente una parte importante.
Centrado en este objetivo, a comienzos de este año se puso en marcha el Programa de Colaboración entre Grupos de Investigación "Producción limpia de hidrógeno: alternativas sin emisiones de CO2" financiado por la Comunidad Autónoma de Madrid y en el que participan el Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos, el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, el Grupo de Tecnología Solar Térmica del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial y las empresas Repsol-YPF y Hynergreen. Las vías sometidas a investigación y desarrollo son los ciclos termoquímicos, fotoelectrolisis de agua y descomposición catalítica de metano.
Los ciclos termoquímicos se basan en el empleo de calor para provocar la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno. La transformación puramente térmica resulta inviable desde un punto de vista práctico, ya que sería necesario alcanzar temperaturas del orden de 3.000 K. Por tanto se plantea la disociación del agua en varias etapas, combinando diferentes reacciones químicas donde se generan H2 y O2 de forma secuencial, lo que favorece su separación y evita el desarrollo de la reacción de recombinación. En esta línea se investigarán diferentes ciclos reactivos y se diseñarán y desarrollarán los reactores solares necesarios.
Mediante fotoelectrolisis se consigue descomponer la molécula de agua con la consiguiente producción de H2 empleando energía solar directamente, sin necesidad de convertir previamente esta energía en electricidad. En estos procesos fotoelectroquímicos se utilizan materiales fotovoltaicos y semiconductores que al ser expuestos a la luz producen una diferencia de potencial eléctrico, la cual a su vez provoca la escisión de la molécula de agua. Las investigaciones se encaminarán al desarrollo de materiales con mayor efectividad.
La descarbonización de metano pasa por su descomposición en atmósfera inerte obteniendo hidrógeno gaseoso y carbono elemental.
CH4 (g) -> C (s) + 2H2 (g)
Pese a que la eficiencia energética global de esta alternativa es menor que la del proceso de reformado con vapor de agua, presenta como ventaja de gran importancia la inexistencia de emisiones de CO2, obteniéndose carbono sólido como coproducto. En este campo, la obtención de catalizadores que permitan el desarrollo de las reacciones a menor temperatura es de crucial importancia.
Estos dos aspectos constituyen retos importantes que es necesario resolver pues afectan a nuestra supervivencia.
Es necesario encontrar nuevas alternativas energéticas y en este contexto, es probable que el hidrógeno forme parte de este futuro y posiblemente una parte importante.
Centrado en este objetivo, a comienzos de este año se puso en marcha el Programa de Colaboración entre Grupos de Investigación "Producción limpia de hidrógeno: alternativas sin emisiones de CO2" financiado por la Comunidad Autónoma de Madrid y en el que participan el Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos, el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, el Grupo de Tecnología Solar Térmica del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial y las empresas Repsol-YPF y Hynergreen. Las vías sometidas a investigación y desarrollo son los ciclos termoquímicos, fotoelectrolisis de agua y descomposición catalítica de metano.
Los ciclos termoquímicos se basan en el empleo de calor para provocar la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno. La transformación puramente térmica resulta inviable desde un punto de vista práctico, ya que sería necesario alcanzar temperaturas del orden de 3.000 K. Por tanto se plantea la disociación del agua en varias etapas, combinando diferentes reacciones químicas donde se generan H2 y O2 de forma secuencial, lo que favorece su separación y evita el desarrollo de la reacción de recombinación. En esta línea se investigarán diferentes ciclos reactivos y se diseñarán y desarrollarán los reactores solares necesarios.
Mediante fotoelectrolisis se consigue descomponer la molécula de agua con la consiguiente producción de H2 empleando energía solar directamente, sin necesidad de convertir previamente esta energía en electricidad. En estos procesos fotoelectroquímicos se utilizan materiales fotovoltaicos y semiconductores que al ser expuestos a la luz producen una diferencia de potencial eléctrico, la cual a su vez provoca la escisión de la molécula de agua. Las investigaciones se encaminarán al desarrollo de materiales con mayor efectividad.
La descarbonización de metano pasa por su descomposición en atmósfera inerte obteniendo hidrógeno gaseoso y carbono elemental.
CH4 (g) -> C (s) + 2H2 (g)
Pese a que la eficiencia energética global de esta alternativa es menor que la del proceso de reformado con vapor de agua, presenta como ventaja de gran importancia la inexistencia de emisiones de CO2, obteniéndose carbono sólido como coproducto. En este campo, la obtención de catalizadores que permitan el desarrollo de las reacciones a menor temperatura es de crucial importancia.
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