La tecnología de captura y el almacenamiento de carbono es clave para que el mundo tenga alguna posibilidad de alcanzar el objetivo de 1,5 °C establecido en el Acuerdo de París. Y dado que las plantas ya son muy buenas para capturar CO2 de la atmósfera, ¿por qué no usarlas a nuestro favor?

Este es uno de los pilares principales de un nuevo proyecto de investigación en la Universidad de Aarhus, en Dinamarca, que verá el desarrollo del primer reactor danés para producir hidrógeno limpio a partir de biogás mediante pirólisis catalítica.

Durante el proceso de pirólisis, se aplican altas temperaturas para dividir la molécula de metano o del biogás renovable, en hidrógeno y carbono. El proyecto está financiado por el Fondo de Investigación Independiente de Dinamarca.

«Lo que necesitamos en este momento no son solo tecnologías de carbono cero. También necesitamos tecnologías de secuestro de carbono con emisiones de carbono negativas netas. Lo que proponemos con este proyecto es adaptar y optimizar la tecnología de hidrógeno turquesa existente para biogás en lugar de gas natural. El resultado será una tecnología genuinamente libre de carbono que se adapta bien al papel de liderazgo de Dinamarca como nación del biogás», dijo el profesor asociado Patrick Biller del Departamento de Ingeniería Biológica y Química, quien dirige el proyecto.

Aproximadamente el 3 por ciento de las emisiones globales de carbono se derivan de la producción de hidrógeno gris, que se obtiene a partir de gas natural. La alternativa general a esto es el hidrógeno verde, mediante el cual el agua se divide en hidrógeno y oxígeno a través de la electrólisis.

Sin embargo, la producción de hidrógeno verde es, en el mejor de los casos, neutra en carbono si se utiliza electricidad renovable, pero nunca en carbono negativo. Se requieren grandes cantidades de energía para dividir el agua y si no se utilizan energías renovables, la producción emite CO2. Pero además, resulta mucho más provechoso utilizar esa electricidad renovable para reemplazar la producida en centrales térmicas alimentadas con combustibles fósiles en lugar de utilizarse para hidrógeno.

Actualmente, el 95 % de la producción mundial de hidrógeno proviene del proceso de reformado de metano con vapor (SMR) en el que el gas natural se convierte en hidrógeno y CO2 . El hidrógeno turquesa se está investigando cada vez más como alternativa; también implica la producción de hidrógeno a partir de gas natural, pero se aplica pirólisis para convertir el carbono en forma sólida. El hidrógeno turquesa normal es más bajo en carbono, ya que el carbono se origina a partir del gas natural y, por lo tanto, de los recursos fósiles, pero no se emite a la atmósfera.

Patrick Biller propone diseñar y desarrollar una tecnología que produzca hidrógeno turquesa a partir de biogás.

«Las plantas realizan la captura de carbono todos los días a través de la fotosíntesis, y en realidad lo hacen bastante bien. El biogás se origina a partir de material vegetal que ha absorbido CO2 de la atmósfera de esta manera. Esto significa que en la pirólisis del biogás, el carbono originario de la atmósfera se convierte en forma sólida; un polvo negro que es carbono puro y puede depositarse o usarse en la industria para otros productos de alto valor», dice y continúa:

«Esto significa que no hay emisiones de carbono, sino una contribución negativa neta a la atmósfera».

Con la subvención del Fondo de Investigación Independiente de Dinamarca, el equipo de investigación ahora tiene como objetivo diseñar y desarrollar un sistema que pueda gestionar el proceso. No es una tarea fácil, aunque el objetivo es adaptar la tecnología de hidrógeno turquesa existente.

«Hay una gran diferencia entre el gas natural y el biogás, por ejemplo, hay muchas impurezas muy diferentes en el biogás a tener en cuenta. Al mismo tiempo, la pirólisis del metano requiere altas temperaturas, de alrededor de 1.200 °C. Queremos evitar esto, por lo que intentaremos encontrar catalizadores metálicos que puedan reducir significativamente la cantidad de energía necesaria para iniciar la reacción. Esperamos poder llevar a cabo la reacción a temperaturas de entre 500 y 600 °C», diijo Patrick Biller.

Se espera que el sistema terminado pueda producir hidrógeno utilizando aproximadamente una quinta parte de la energía utilizada en la producción de hidrógeno verde. También existe la ventaja de que este método se une al carbono que se origina en la atmósfera. El sistema se probará y ejecutará en el centro de investigación de la Universidad de Aarhus en Foulum, AU Viborg.

«Dinamarca tiene un sector de biogás líder en el mundo. Estamos haciendo grandes cosas dentro de Power-2-X y el hidrógeno, y tenemos un sistema energético con grandes cantidades de energía renovable. El hidrógeno turquesa del biogás encaja perfectamente en esta mezcla y puedo ver enormes perspectivas para Dinamarca en esta área en el futuro», concluye el profesor asociado.

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