Los sistemas evitan la producción de nitratos y nitritos tóxicos y mejoran la eficiencia de extracción de hidrógeno.
- Nueva forma de producir hidrógeno verde usando orina y aguas residuales.
- Menor consumo energético que con agua: hasta 27 % menos.
- Generación de gas nitrógeno, no subproductos tóxicos.
- Proceso más barato que el hidrógeno gris.
- Primer sistema sin membrana, segundo usa platino.
- Problemas con cloro en la orina: resueltos parcialmente.
- Meta: usar catalizadores sin metales preciosos.
Tecnología disruptiva en la electrólisis de urea
Investigadores de la Universidad de Adelaida, junto con el Centro de Excelencia para la Ciencia e Innovación del Carbono (COE-CSI), han desarrollado dos sistemas innovadores que producen hidrógeno a partir de urea presente en orina y aguas residuales, marcando un gran paso hacia una economía de hidrógeno verdaderamente sostenible.
A diferencia de la electrólisis convencional del agua, que requiere altas cantidades de electricidad y genera hidrógeno gris con alto coste ambiental, estos nuevos sistemas permiten obtener hidrógeno verde utilizando entre un 20 % y un 27 % menos de energía, con subproductos inocuos como el gas nitrógeno en lugar de nitratos y nitritos tóxicos.
Superando las barreras técnicas
Los sistemas tradicionales de electrólisis de urea enfrentan limitaciones críticas, como:
- Baja eficiencia en la producción de hidrógeno.
- Formación de compuestos tóxicos como nitratos y nitritos.
- Corrosión del ánodo debido a la presencia de cloruro en la orina.
El primer sistema desarrollado por el equipo es un electrolizador sin membrana que, aunque usa urea pura (que proviene del costoso y contaminante proceso Haber-Bosch), mejora drásticamente la eficiencia del proceso gracias a un catalizador de cobre.
El segundo sistema va más allá: utiliza orina humana directamente como fuente de urea y emplea un mecanismo de oxidación mediado por cloro, usando catalizadores de platino sobre carbono. Esto evita la corrosión y mejora el rendimiento, aunque introduce un nuevo reto: el uso de platino, un recurso caro y limitado.
Próximo objetivo: catalizadores sostenibles
La investigación se enfoca ahora en reemplazar el platino con catalizadores de metales no preciosos soportados por carbono, lo cual:
- Reduciría el coste global.
- Facilitaría la producción a gran escala.
- Aumentaría la sostenibilidad del sistema.
Este enfoque permitiría convertir aguas residuales ricas en nitrógeno en hidrógeno verde, ayudando a remediar ambientes contaminados y a producir energía limpia al mismo tiempo.
Potencial
Estos sistemas de electrólisis basados en orina tienen un potencial revolucionario para avanzar hacia un modelo energético verdaderamente ecológico:
- Aprovechan residuos humanos y aguas contaminadas como recurso energético.
- Reducen la dependencia de combustibles fósiles.
- Bajan los costes de producción de hidrógeno, haciéndolo competitivo.
- Evitan la generación de subproductos tóxicos.
- Permiten un tratamiento eficiente de aguas residuales urbanas e industriales.
Además, estas tecnologías podrían complementarse con sistemas solares o eólicos, cerrando el ciclo de producción limpia de hidrógeno. Es un paso firme hacia una transición energética libre de carbono, donde incluso la orina puede convertirse en una fuente de energía renovable útil.
Vía Urine, not water for efficient production of green hydrogen | Newsroom | University of Adelaide
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