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Ingenieros del MIT desarrollan un método innovador para producir hidrógeno verde a través del Sol. Sistema puede alcanzar eficiencia 37% mayor que los otros métodos convencionales.
Ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) desarrollaron un proyecto revolucionario que puede utilizar de forma eficiente la energía solar para la producción de hidrógeno verde, es decir, libre de carbono.
A través del sistema de reactores, parecidos con un tren, impulsado exclusivamente por el Sol, el equipo busca generar hidrógeno termoquímico solar de forma eficiente, separando el agua y generando el combustible limpio que puede ser utilizado para alimentar camiones, barcos y aviones de largo alcance, sin causar emisión de gases de efecto invernadero.
Ingenieros del MIT realizan gran avance con el hidrógeno termoquímico
Actualmente, la producción de hidrógeno se realiza principalmente a través de procesos que involucran gas natural y otros combustibles fósiles, convirtiendo el combustible verde en una fuente de energía gris cuando se considera desde la producción hasta el uso final.
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Por otro lado, el hidrógeno termoquímico solar proporciona una alternativa totalmente libre de emisiones, ya que depende enteramente de energía solar renovable para la producción de hidrógeno. Sin embargo, los proyectos de este combustible existentes tienen una eficiencia limitada, utilizando solo alrededor del 7% de la luz solar recibida para generar hidrógeno, además de tener un alto costo.
Ingenieros del MIT lograron un gran avance en este sentido. Según el Tech Xplore, el equipo estima que su proyecto pueda aprovechar hasta el 40% del calor del Sol para generar una cantidad aún mayor de hidrógeno, reduciendo considerablemente el costo del sistema.
Esto haría que el hidrógeno termoquímico solar sea una opción potencialmente escalable y accesible para ayudar en la descarbonización de la industria del transporte.
Para optimizar el proceso de producción del combustible, los ingenieros del MIT utilizan un sistema de reactores parecido a un tren de caja, que actúa en una pista circular alrededor de una fuente de calor solar existente, como una torre de concentración de energía.
Entienda cómo se produce el hidrógeno termoquímico
Cada reactor contiene un metal que pasa por una reacción termoquímica reversible, parecida con el oxidación del hierro en presencia de agua. En la primera etapa, el agua en forma de vapor es expuesta al metal, que elimina el oxígeno del vapor dejando el hidrógeno atrás.
Luego, el metal oxidado se calienta al vacío para revertir el proceso de oxidación, regenerando el metal. Con el oxígeno eliminado, el metal se enfría y se expone nuevamente al vapor para generar más hidrógeno. Este proceso puede ser reproducido cientos de veces.
Uno de los desafíos enfrentados por los proyectos anteriores de hidrógeno termoquímico solar era manejar el calor liberado por el reactor durante el enfriamiento. Sin embargo, el proyecto incorpora varias soluciones que ahorran energía para superar este obstáculo. Por ejemplo, los reactores en lados opuestos de la pista circular pueden intercambiar calor por radiación térmica, manteniendo el calor dentro del sistema.
Además, un segundo conjunto de reactores circularía alrededor del primero, moviéndose en la dirección opuesta y operando a temperaturas más bajas. Este segundo conjunto de reactores se utiliza para eliminar oxígeno de los reactores internos, prescindiendo del uso de bombas mecánicas. De esta manera, el sistema actúa de forma continua, generando hidrógeno y oxígeno puros por separado.
Ingenieros del MIT alcanzan eficiencia del 40%
Los ingenieros del MIT realizaron simulaciones detalladas del proyecto conceptual, comprobando el aumento significativo en la eficiencia de la producción de hidrógeno termoquímico solar. Los resultados comprobaron que es posible alcanzar una eficiencia de hasta el 40%, en comparación con el 7% de los proyectos anteriores.
La siguiente etapa es desarrollar un prototipo del sistema, que será probado en instalaciones de energía solar concentrada en los laboratorios del Departamento de Energía. Una vez totalmente instalado, el sistema podría ser utilizado en un pequeño edificio en medio de un campo solar, con la posibilidad de incluir varios trenes con alrededor de 50 reactores cada uno.
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