Estación depuradora de aguas residuales
Consiguen generar hidrógeno a gran escala a partir de residuos orgánicos
Esta tecnología podría transformar el tratamiento de varios tipos de restos y acelerar la transición hacia una economía basada en hidrógeno
La energía eólica y solar son las dos principales fuentes de energía renovable en la mayoría de países. Dos métodos que han ido ganando terreno a otros que generaban gases de efecto invernadero, pero no son los únicos: en los últimos años, los científicos intentan dar con más vías para obtener energía verde.
En 2015, la Universidad Autónoma de Barcelona ya anunciaba haber conseguido obtener energía eléctrica e hidrógeno de manera eficiente a partir del proceso de depuración de aguas residuales. Todo un hito que, además, lograba dar una segunda vida a esas aguas. El sistema que propusieron utilizaba bacterias que consumían la materia orgánica y producían una corriente eléctrica que permitía la producción de hidrógeno.
Ahora, 20 años después, un equipo del Instituto de Investigación de Energía de Corea del Sur (KIER) ha conseguido producir hidrógeno a gran escala a partir de residuos orgánicos como aguas fecales. Esto supone un avance importante y lo han logrado gracias a la tecnología Zero-Gap, que optimiza la eficiencia energética en las reacciones de la célula bioelectroquímica al minimizar las pérdidas de energía. Su diseño innovador reduce la separación entre los electrodos y el separador, lo que potencia la transferencia de electrones y mejora el rendimiento general del sistema.
Este avance resuelve los problemas de pérdida de energía que se han presentado durante mucho tiempo en los procesos convencionales y ofrece una vía transformadora hacia la producción de hidrógeno a gran escala y de manera rentable.
Clave para producir hidrógeno verde
El biogás, un gas renovable producido durante la descomposición de residuos orgánicos, se perfila como una fuente prometedora para la generación de hidrógeno limpio, clave en la transición hacia la neutralidad de carbono. Procesos como el reformado con vapor y la pirólisis convierten el biogás en hidrógeno, aunque enfrentan desafíos como altas emisiones de dióxido de carbono y un elevado consumo energético.
Para abordar estas limitaciones, se están explorando las celdas bioelectroquímicas (BEC), sistemas que aprovechan microorganismos para descomponer materia orgánica, generando electrones e iones de hidrógeno que producen gas hidrógeno de forma más sostenible. Este enfoque, que opera a bajas temperaturas y reduce significativamente las emisiones, representa un avance hacia la descarbonización global, aunque enfrenta barreras como la pérdida de eficiencia en sistemas a gran escala debido al aumento de la resistencia interna.
La tecnología Zero-Gap, que minimiza la distancia entre los electrodos y el separador, reduciendo la resistencia eléctrica y mejorando la transferencia de electrones, permite una producción de hidrógeno 1,2 veces mayor y una generación de electrones 1,8 veces superior respecto a métodos convencionales, manteniendo su eficacia incluso en experimentos a escala piloto.
Certificada por el Laboratorio de Pruebas de Corea (KTL) y publicada en Science of The Total Environment, esta innovación supone un avance clave en la producción de hidrógeno limpio. Según la doctora Jwa Eunjin, esta tecnología podría transformar el tratamiento de residuos orgánicos y acelerar la transición hacia una economía basada en hidrógeno, contribuyendo al objetivo de neutralidad de carbono.
Además, los resultados en la producción han sorprendido a los expertos: un 180 % más de electrones y un 120 % más de hidrógeno en comparación con los procesos convencionales. A pesar de ello, aún se tienen que solucionar desafíos como las bajas tasas de producción comparadas con otros métodos industriales o las condiciones para que los microorganismos funcionen de forma óptima, ya que requieren un exhaustivo control.