Avances para una producción sostenible de hidrógeno verde – Sinc

Informe sobre el Avance en la Producción de Hidrógeno Verde y su Impacto en los Objetivos de Desarrollo Sostenible

Introducción: Hacia una Transición Energética Sostenible

En el marco de la Agenda 2030, la búsqueda de fuentes de energía limpias es fundamental para el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). El hidrógeno verde se posiciona como un vector energético clave para la descarbonización y la lucha contra el cambio climático, alineándose directamente con el ODS 13 (Acción por el Clima). Una investigación reciente del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) y del Instituto de Investigación de Tecnologías para la Sostenibilidad (ITPS) de la URJC presenta un avance significativo en la producción eficiente de este combustible, utilizando energía solar térmica.

Desarrollo de Materiales Innovadores para la Sostenibilidad Energética

El proyecto se centra en el desarrollo de nuevos materiales cerámicos capaces de generar hidrógeno a partir del agua, un proceso que contribuye directamente a las metas del ODS 7 (Energía Asequible y no Contaminante) y el ODS 9 (Industria, Innovación e Infraestructura).

Metodología: División Termoquímica del Agua

La tecnología empleada se basa en un ciclo de división termoquímica del agua, que se desarrolla en los siguientes pasos:

1. Se calientan los materiales cerámicos a altas temperaturas utilizando calor solar concentrado.
2. Este calentamiento provoca que los materiales liberen oxígeno de su estructura.
3. Posteriormente, los materiales reaccionan con vapor de agua, produciendo hidrógeno puro y recuperando el oxígeno perdido.

Este ciclo, descrito como “una alternativa prometedora para la producción continua de hidrógeno renovable” por la investigadora María Linares Serrano, es altamente estable y duradero, promoviendo un modelo de ODS 12 (Producción y Consumo Responsables).

Innovación en Materiales: Perovskitas Estructuradas

El estudio, publicado en Catalysis Today, introduce una nueva familia de materiales que optimizan el proceso:

• Materiales Utilizados: Se emplean materiales de la familia de las perovskitas, conocidas por la alta movilidad de oxígeno en su estructura.
• Reducción de Temperatura: Estos materiales permiten una producción de hidrógeno eficaz a temperaturas inferiores a 1000 ºC, en contraste con los 1300-1500 ºC requeridos por procesos convencionales, lo que mejora la eficiencia y viabilidad del sistema.
• Estructuras Funcionales: Se ha trabajado con los materiales moldeados en formas porosas como pellets, espumas cerámicas y capas delgadas, mejorando significativamente el contacto con los gases y la transferencia de calor.

Impacto y Escalabilidad para un Futuro Sostenible

La conformación de estos materiales en estructuras funcionales no solo ha incrementado la cantidad de hidrógeno producido, sino que también facilita su integración en reactores solares volumétricos. Este avance es crucial para la transición hacia una producción a gran escala.

Contribuciones a los Objetivos de Desarrollo Sostenible

• ODS 7 (Energía Asequible y no Contaminante): La investigación abre una vía para producir hidrógeno limpio de forma más eficiente y con recursos renovables (energía solar y agua).
• ODS 9 (Industria, Innovación e Infraestructura): Representa una innovación disruptiva en la ciencia de materiales y la ingeniería de reactores, fomentando una infraestructura industrial más sostenible.
• ODS 11 (Ciudades y Comunidades Sostenibles): Al facilitar el acceso a un combustible limpio, se contribuye a la reducción de la contaminación urbana y a la creación de entornos más saludables.
• ODS 13 (Acción por el Clima): El uso de hidrógeno verde, que solo emite vapor de agua, es una herramienta fundamental para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar el cambio climático.

En palabras de María Linares Serrano, “este avance no solo mejora el rendimiento del proceso, sino que también facilita su integración en reactores solares volumétricos, acercándonos a una producción de hidrógeno verde a gran escala”. Este trabajo constituye un paso decisivo para que el hidrógeno verde se convierta en una realidad accesible y un pilar de la economía sostenible global.

1. ¿Qué Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) se abordan o están conectados con los temas destacados en el artículo?

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante

  El artículo se centra en el desarrollo de una tecnología para producir “hidrógeno verde”, una fuente de energía limpia que utiliza “calor procedente del sol”. El objetivo es crear una “alternativa prometedora para la producción continua de hidrógeno renovable”, lo cual se alinea directamente con la promoción de fuentes de energía limpias y sostenibles.

• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura

  La investigación realizada por el “Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) y del Instituto de Investigación de Tecnologías para la Sostenibilidad (ITPS) de la URJC” representa un claro ejemplo de innovación científica y tecnológica. El desarrollo de “nuevos materiales” cerámicos (perovskitas) y su moldeo en “estructuras más funcionales” para mejorar la eficiencia del proceso es un avance en la infraestructura tecnológica para la producción de energía sostenible.

• ODS 12: Producción y consumo responsables

  El artículo aborda la necesidad de producir hidrógeno de forma “eficiente y respetuosa con el medio ambiente”. El proceso descrito utiliza agua y energía solar, y solo emite vapor de agua, promoviendo un ciclo de producción sostenible que minimiza el impacto ambiental en comparación con los combustibles fósiles.

• ODS 13: Acción por el clima

  El principal motivador del desarrollo del hidrógeno verde, según el artículo, es su potencial para “reducir la dependencia de los combustibles fósiles y contribuir a la reducción de emisiones de CO2”. Este objetivo está directamente relacionado con la mitigación del cambio climático, un pilar fundamental del ODS 13.

2. ¿Qué metas específicas de los ODS se pueden identificar en función del contenido del artículo?

• Meta 7.2: Aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas.

  El artículo describe un método para producir hidrógeno renovable utilizando energía solar. El objetivo de facilitar su “integración en reactores solares volumétricos” y lograr una “producción de hidrógeno verde a gran escala” contribuye directamente a aumentar la disponibilidad y el uso de energía renovable.

• Meta 9.4: Modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios y ambientalmente racionales.

  La investigación se enfoca en mejorar la “eficacia de producción de hidrógeno a temperaturas inferiores” y en diseñar estructuras que permiten una “transferencia de calor más eficiente”. Esto representa un avance hacia procesos industriales más limpios, eficientes y sostenibles para la producción de energía.

• Meta 9.5: Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales […], fomentando la innovación.

  El trabajo publicado en la revista Catalysis Today es el resultado directo de la investigación científica. El desarrollo de una “nueva familia de materiales” y la mejora del rendimiento del proceso son ejemplos claros de fomento de la innovación para resolver desafíos energéticos y ambientales.

3. ¿Hay algún indicador de los ODS mencionado o implícito en el artículo que pueda usarse para medir el progreso hacia los objetivos identificados?

• Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en el consumo final total de energía.

  Aunque el artículo no proporciona datos numéricos, el objetivo de que el hidrógeno verde se convierta en una “realidad accesible” y se produzca “a gran escala” implica un aumento futuro de esta proporción. El éxito de esta tecnología se mediría por su contribución al mix energético renovable.

• Indicador 9.4.1: Emisiones de CO2 por unidad de valor añadido.

  El artículo menciona explícitamente que el hidrógeno verde es clave para la “reducción de emisiones de CO2” y que “solo emite vapor de agua al utilizarse”. El desarrollo de esta tecnología busca crear un proceso industrial con emisiones de carbono nulas o muy bajas, lo que impactaría directamente en este indicador.

• Indicadores de eficiencia y rendimiento del proceso (implícitos).

  El artículo utiliza métricas técnicas que actúan como indicadores de progreso hacia la viabilidad de la tecnología. Estas incluyen:

  • La “elevada eficacia de producción de hidrógeno”.
  • La reducción de la temperatura de operación (“por debajo de los 1000 ºC” en lugar de 1300-1500 ºC), lo que implica una mayor eficiencia energética.
  • El “aumento significativo en la cantidad de hidrógeno producido” gracias al nuevo diseño de los materiales.

  Estos avances técnicos son precursores necesarios para que la tecnología pueda contribuir a los indicadores de los ODS a nivel macro.

ODS, metas e indicadores

Fuente: agenciasinc.es