LOS CICLOS TERMOQUÍMICOS Y SU INCIDENCIA EN LA OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO

Saludos y bienvenidos estimados lectores de esta prestigiosa plataforma, el tema que nos compete en esta oportunidad es de relevancia científica con aportaciones e implicaciones ambientales, dualidad que debe presentarse para mantener los equilibrios a nivel económico, ambiental y social que nuestro planeta requiere.

En este sentido, para nadie es un secreto que el tema energético ha sido uno de los ejes transversales para el desarrollo de la humanidad, ya que el mismo permite cumplir las necesidades básicas en funciona de una mejor calidad de vida de la sociedad en general. Por consiguiente son diversos los estudios que se vienen realizando con el fin de transitar hacia métodos alternativos que permitan subsanar la demanda energética de una sociedad en crecimiento.

Transición que va encaminada a dejar de lado la quema irresponsable de hidrocarburos, entiéndase como aquellos compuestos que químicamente se encuentran formadas por carbono e hidrógeno y que son provenientes del petróleo y los derivados del mismo, los cuales son sustancias que se relacionan directamente con las afecciones ambientales que aquejan a nuestro planeta.

De manera que una de las alternativas más viables para la obtención de energías limpias, es a través de la producción en masa de hidrógeno, el cual tiene la capacidad de desempeñar un papel fundamental en el proceso de descarbonización de las grandes ciudades del mundo, aspecto que está directamente relacionado con los objetivos propuestos por la ONU sobre el Desarrollo Sostenible a través de su agenda para el 2030.

Sí bien es cierto, el hidrógeno en una escala muy pequeña ya se utiliza como combustible, sin embargo, no se ha logrado masificar su producción en primera instancia por lo costoso que suele ser el proceso involucrado en la preparación y obtención de esta sustancias.

Entre los procesos químicos que permite la obtención de hidrógeno como combustible se encuentra la electrólisis impulsada por la energía fotovoltaica, el proceso de gasificación de biomasa a través de algas y otro organismo pluricelulares y la fotosíntesis artificial mediante los ciclos termoquímico impulsado a través de energía térmica de tipo solar, siendo esta última donde centraremos nuestra atención para cumplir con los objetivos planteados en esta temática.

Por consiguiente, a través de los ciclos termoquímico se pueden implementar materiales sólidos que sean capaces de reducirse a altas temperatura, generando una descomposición que permita la liberación de oxígeno mediante un proceso oxidativo, el cual se somete a la presencia de vapor de agua con el propósito de recuperar el material de partida, de modo que se obtiene el hidrógeno como producto secundario que utilizaremos como combustible en nuestra sociedad.

Sin duda el proceso es mucho más complejo de como se explica, sin embargo, es una clara oportunidad para transitar hacia nuevos mecanismos energético y lo mejor del proceso es que a través del mismo mecanismos, se obtienen por separado oxígeno e hidrógeno materiales que puede ser utilizado en nuevo proceso industrial para darle una utilidad positiva en la sociedad.

En preciso destacar, que a pesar de ser el proceso más económicos que los anteriormente expuestos, presenta ciertas dificultades que han venido solventándose a través de las investigaciones de índole científicas, entre estas destacan los altos niveles energéticos en forma calórica (1000 a 1200°C) que se necesitan para que el sistema funcione.

Por consiguiente, se ha logrado identificar nuevos materiales capaces de reducirse en una primera fase del proceso, lo cual implicaría temperaturas por debajo de los 800 °C, que permite mantener una producción constante de hidrógeno a lo largo del tiempo.

Trabajo que se atribuye al grupo de investigadores perteneciente a la Universidad Rey Juan Carlos en España, desde la Línea de Investigación de Ingeniería Química y Ambiental, los mismos han logrado desarrollar un proceso mucho más eficiente que genera menos perdidas por radiación y una mejor absorción en la radiación solar utilizada, además de una clara disminución de los materiales técnicos necesarios para la construcción de los reactores, lo cual se traduce en una clara incidencia en los costes de producción.

Entre los materiales que los mismos investigadores citan, podemos encontrar la Perovskita, la cual no es más que materiales basados en óxidos metálicos con estructuras de tipo ABO3, lo cual han sido iniciales para poder explicar que en la posición centesimal del compuesto, estaría presente una sustancia de tipo lactando y en la posición B pueden ser sustancias diversas, entre las que destaca, el Níquel, Cobalto, Hierro, Cobre e inclusive Aluminio, modificaciones que alteran la estructura de la Perovskita y que permiten modificar sus propiedades iniciales, de manera que han logrado identificar un tipo de Perovskita con elevada capacidad de reducción y oxidación a bajas temperaturas.

De allí que está sustancia se presenta como una alternativa útil que puede utilizarse a gran escala a partir de la disociación de agua mediante los ciclos termoquímicos impulsados por energía solar a bajas temperaturas, lo cual brinda nuevas posibilidades para la disminución de emisiones de dióxido de carbono a partir de los hidrocarburos ya mencionado, de modo, que implementar este mecanismo a gran escala permitiría el uso del hidrógeno como vector energético que permitan lograr una descarbonización controlada en la sociedad y que permita dar respuesta al pacto establecido de cara a la neutralidad climática para el año 2050.

En este punto es preciso establecer que el hombre a través de los diversos conocimientos químicos ha impactado negativamente en los equilibrios planetarios pero a través de estos propios conocimientos se pueden buscar los mecanismos y alternativas necesarias para subsanar la problemática preexistente.

[1] Gobierno de Chile. Estrategia Nacional Hidrógeno Verde.Artículo: Acceso Online

[2] Fredy Ladislao Jiménez Sáez. Evaluación técnica y económica del uso de hidrógeno verde en aplicaciones para la industria y desplazamiento de combustible fósil. Artículo: Acceso Online