Nuevas perspectivas en el empleo de hidrógeno como portador de energía

Abstract

El comienzo del siglo XXI trae consigo importantes desafíos asociados con la futura economía energética. Por un lado, a nivel mundial hay un crecimiento continuo de la demanda de energía, que está siendo satisfecha en más de un 80% por combustibles de origen fósil (petróleo, carbón y gas). Estos recursos son limitados y generan una fuerte dependencia de la economía del mundo industrializado de su disponibilidad. Por otro lado, el empleo masivo de los combustibles fósiles ha incrementado las emisiones de CO2 con un claro impacto sobre el medioambiente. Por lo tanto, es necesario un cambio en la matriz energética desde portadores de energía fósil a energías renovables. Frente a este panorama, proponemos combinar el ciclo del hidrógeno con el del carbono. El hidrógeno producido a partir de fuentes renovables constituye un vector energético renovable y no contaminante, que puede ser almacenado para su posterior empleo. Además, su obtención posibilita la combinación con el CO2 capturado de la atmósfera para producir combustibles sintéticos. Este ciclo combinado, requiere el desarrollo de materiales y procesos que posibiliten la producción de hidrógeno empleando catalizadores adecuados, su almacenamiento en matrices sólidas tipo hidruros, la captura selectiva de CO2 en los sitios de generación y su posterior transformación a productos de valor agregado. En cada una de estas etapas nuestro grupo de trabajo ha realizado importantes avances. En este trabajo se presentarán los principales resultados obtenidos en los últimos años por nuestro grupo, asociados con el desarrollo de materiales almacenadores de hidrógeno tipo amiduros. Estos materiales muestran una importante flexibilidad estructural, que permite modificar la termodinámica y/o la cinética de reacción, manteniendo capacidades de almacenamiento de hidrógeno atractivas.

The beginning of the 21st century brings important challenges associated with the future energy economy. There is a continuous growth of energy demand, which is being satisfied by more than 80% of fossil fuels (oil, carbon and gas). These resources are limited and generate a strong dependence on the economy of the industrialized world of their availability. The massive use of fossil fuels has increased the CO2 emissions with a clear impact on the environment. Then, a change in the energy matrix from fossil energy carriers to renewable energies is necessary. The proposal is to combine the hydrogen cycle with the carbon cycle. Hydrogen produced from renewable sources constitutes a renewable and non-polluting energy carrier, which can be stored for later use. Their production allows the combination with CO2 captured from the atmosphere to produce synthetic fuels. This combined cycle requires the development of materials and processes that allow the production of hydrogen using suitable catalysts; the hydrogen storage in hydride - type solid matrices; the selective capture of CO2 at the generation sites and its subsequent transformation to value-added products. In each of these stages, our work group has made important progresses. In this paper we present results obtained in the last years, associated with the development of amides for hydrogen storage applications. These materials exhibit significant structural flexibility, which allows the modification of thermodynamics and/or reaction kinetics, while maintaining attractive hydrogen storage capacities.