Ingenieros de la Universidad de Illinois en Chicago realizaron un descubrimiento muy importante en la carrera por producir hidrógeno eficiente y sostenible cuando utilizaron excremento de vaca en combinación con fuentes de energía solar y eólica. Este nuevo método podría reducir los requerimientos energéticos del proceso de producción en hasta un 600%, según un reciente estudio publicado en Cell Reports Physical Science.
Históricamente, la producción de hidrógeno ha sido costosa y poco eficiente, dado que la electrólisis del agua, que separa las moléculas de hidrógeno y oxígeno, requiere niveles industriales de electricidad usualmente obtenida a través de la quema de combustibles fósiles como el carbón y el gas natural. Sin embargo, los ingenieros de la UIC lograron desarrollar un sistema que sustituye estos combustibles por biochar, una fuente de carbono rica en energía producida a partir de residuos agrícolas, animales o de aguas residuales tratados con ácido sulfúrico.
Cómo fue la investigación de los profesionales
Meenesh Signh, líder de la investigación, calificó los hallazgos de “transformadores” y confirmó que su equipo es el primero en demostrar no solo la viabilidad del sistema, sino también su eficiencia energética: “Este método diversifica la utilización de los residuos biológicos y permite la producción limpia de diferentes químicos más allá del hidrógeno”, señaló Nishithan Kani, coautor del estudio.
Durante las pruebas, se utilizaron diferentes tipos de biochar procedentes de cáscaras de caña de azúcar, residuos de papel, cáñamo y excremento de vaca. De todas las opciones, fue el derivado de la bosta de vaca el que mostró los mejores resultados, para, de esta manera, reducir las necesidades eléctricas a tan solo una quinta parte de un voltio.
En un experimento posterior, los investigadores demostraron que una sola celda solar, con salida de energía menor que la de una pila AA, podría alimentar la reacción de electrólisis asistida por el estiércol de vaca. Con este método, aproximadamente el 35% de la energía solar y el biochar se convierten en combustible de hidrógeno.
Cómo funciona el biochar
El uso de biochar no es totalmente limpio, ya que su combustión libera dióxido de carbono (CO2). Sin embargo, los investigadores sugieren que futuros diseños podrían incorporar sistemas para capturar el CO2 resultante y usarlo en la carbonatación de bebidas o en la producción de etileno para fabricación. Rohit Chauhan, coautor del estudio, describió estos resultados como “números récord mundiales”.
Este innovador método da a los agricultores la posibilidad de volverse autosuficientes energéticamente o de abrir nuevas fuentes de ingresos a través de la producción y venta de hidrógeno. Esto no solo reduce la dependencia de combustibles fósiles, sino que también aprovecha los residuos biológicos de manera eficiente mientras ayuda a moderar el compromiso ambiental.
Orochem Technologies Inc., patrocinador de la investigación, hizo la solicitud para conseguir las patentes pertinentes destinadas a sus procesos de producción de biochar y hidrógeno, y el equipo de la UIC planea probar los métodos a gran escala. Además de Singh, Kani y Chauhan, el artículo también fue escrito por el estudiante graduado de la UIC Rajan Bhawnani, junto con otros colaboradores de la Universidad de Stanford, Universidad Tecnológica de Texas, Instituto Indio de Tecnología Roorkee, Universidad de Corea y Orochem Technologies Inc.
El siguiente paso de los investigadores es optimizar aún más el proceso y explorar la viabilidad económica de la producción de hidrógeno mediante este método a una escala industrial. Se espera que las aplicaciones comerciales de esta tecnología puedan comenzar a desarrollarse dentro de los próximos cinco años, con el objetivo de implementar soluciones energéticas sostenibles en varias industrias.
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