El CNRS, las Universidades de Grenoble Alpes y de Savoie Mont Blanc, Grenoble INP-UGA y Michelin buscan diseñar una tecnología de producción de hidrógeno a partir de agua, la llamada electrólisis AEMWE.
Michelin, el CNRS, la Universidad Grenoble Alpes, Grenoble INP-UGA y la Universidad Savoie Mont Blanc han alcanzado un acuerdo de colaboración a partir del cual, durante cuatro años, los equipos de investigación trabajarán en el desarrollo de una tecnología de producción sostenible de hidrógeno a partir del agua. Este laboratorio común es el tercer LabCom que reúne la experiencia de Michelin y del CNRS dedicado al despliegue de tecnologías de producción de hidrógeno verde.
Todavía no existe un método para producir hidrógeno de forma masiva y sostenible. La mayor parte del hidrógeno producido en el mundo se considera hidrógeno “gris”, ya que procede de recursos fósiles como el gas natural. Aunque este tipo de hidrógeno es el menos costoso de producir, también es uno de los menos ecológicos. Cuando se combina con el hidrógeno “negro”, obtenido mediante la gasificación del carbón, su producción genera más del 2% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono (CO₂). Si bien existen alternativas menos contaminantes, como el denominado hidrógeno “azul”, fabricado a partir de energías fósiles con la captura de las emisiones de CO₂ generadas, todavía no existe un método satisfactorio para producir hidrógeno de forma sostenible en cantidades industriales. A pesar de la existencia de diferentes métodos para producir hidrógeno verde a partir de energía solar, eólica o hidroeléctrica, esta representa en la actualidad menos del 5% de la producción mundial total.
En la actualidad, ya existen varios métodos para producir hidrógeno verde a partir del agua. El primero es la electrólisis alcalina del agua, conocida como AWE, cuyo descubrimiento se remonta a hace más de 200 años. Este proceso permite producir hidrógeno haciendo circular una corriente eléctrica a través de una solución de hidróxido de potasio y un agua menos ácida que el agua potable, utilizando catalizadores compuestos de metales no nobles como el níquel, el hierro o el acero. Aunque se utiliza ampliamente en la industria, esta tecnología no permite obtener hidrógeno ultra puro a alta velocidad y es difícil de combinar con energías renovables.
Para superar estas limitaciones, en las últimas décadas se ha desarrollado un nuevo tipo de electrolizador de agua que funciona con una membrana polimérica impermeable a los gases (hidrógeno y oxígeno): la tecnología PEMWE. Si bien esto permite la producción de gas de alta pureza con un mayor rendimiento, esta tecnología presenta nuevas limitaciones como la dependencia de metales nobles y raros (platino, iridio o titanio) y la generación de contaminantes relacionados con la membrana utilizada, como el flúor.
Con el apoyo del polo de I+D de Michelin en Clermont-Ferrand, los equipos de investigación del Laboratorio de Electroquímica y Fisicoquímica de Materiales e Interfaces (CNRS/Universidad Grenoble Alpes/Grenoble INP-UGA/Universidad Savoie Mont Blanc), bajo la dirección del investigador del CNRS Frédéric Maillard, esperan desarrollar una tecnología de electrólisis del agua que combine lo mejor de ambos mundos. El objetivo es lograr beneficiarse tanto de las ventajas de la tecnología AWE (uso de metales no nobles abundantes en la corteza terrestre) como de la PEMWE (que utiliza una membrana polimérica que permite alcanzar altas velocidades de producción de hidrógeno, presurizar los gases producidos, con una alta pureza de los gases y acoplar el electrolizador con energías renovables).
Esta nueva tecnología, denominada electrolizador de agua de membrana de intercambio aniónico (AEMWE), requerirá el desarrollo de nanocatalizadores compuestos por metales que abundan en la corteza terrestre, como el níquel, así como una membrana polimérica de intercambio aniónico que sea más respetuosa con el medio ambiente.
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