Investigadores de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han desarrollado y patentado un catalizador que se aplicaría al transporte basado en hidrógeno. El dispositivo, que obtiene hidrógeno a partir del etanol, también permite desarrollar pilas de combustible (‘fuel cell’) de hidrógeno.
Los directores de la investigación, Jordi Llorca, profesor de la UPC, i Elies Molins, profesor del CSIC, creen que una de las principales ventajas del catalizador es el ahorro energético, ya que ahorraría un 25% del consumo de los coches.
“La energía de cada molécula de etanol corresponde a la de 5 moléculas de hidrógeno -explica Molins- pero en nuestro catalizador se obtienen 6 moléculas de hidrógeno, dado que en la reacción se absorbe calor. Así, el calor residual de la pila de combustible (o de cualquier otra fuente) se aprovecha y aumenta aún más el rendimiento global del sistema”. Se trata de un circuito realimentado donde la propia pila de combustible genera parte de la energía necesaria para activar el catalizador.
El dispositivo consiste en una pieza de cerámica con canales en su interior, recubierta con un aerogel -un material muy poroso y transparente- que contiene nanopartículas de cobalto. Estas partículas transforman el etanol en hidrógeno.
Actualmente, hay más de 100 prototipos de automóviles que funcionan con hidrógeno y algunas estaciones dispensadoras (hidrogeneres). Pero extender este modelo supone una gran inversión económica para reemplazar la infraestructura ligada a la gasolina y para generar suficientes medidas de seguridad, ya que el hidrógeno es un gas inflamable y explosivo.
La gran ventaja de este catalizador es que no necesita ningún tratamiento previo ni ser preservado del contacto con el aire o la humedad. Es el único dispositivo de este tipo que no necesita inducción ni acondicionamiento y puede ser reutilizado en ciclos de encendido/apagado de manera indefinida. “Todos los catalizadores que se han investigado hasta la fecha necesitan un tratamiento de reducción (proceso químico para disminuir la oxidación, cosa que supone dejar el catalizador con hidrógeno y a altas temperaturas durante unas horas antes de cada uso”, explica Jordi Llorca.
Además, la temperatura requerida es mucho más baja que la de otros catalizadores y el hidrógeno se produce en solo dos minutos.
Otra de las ventajas del dispositivo es que un coche basado en el catalizador consume un 25% menos que uno que funciona con etanol. Desde el punto de vista medioambiental, el catalizador produce mucho menos CO2 que un coche de motor basado en combustibles fósiles.
En cuanto a la eficiencia energética, un vehículo funcionando con pilas de combustible de hidrógeno tiene un rendimiento medio de un 36% en un trayecto a diferentes regimenes según la normativa NEDC (New European Driving Cycle), mientras que uno con motor de explosión tiene un rendimiento del 22%.
Actualmente, los investigadores están ensayando el dispositivo con combustibles sintéticos obtenidos de otras fuentes alternativas, por ejemplo residuos, y colaboran con el sector empresarial para implementar el desarrollo en aplicaciones reales, como en el sector de la automoción para generar energía de sistemas estáticos, calderas o generadores auxiliares, o en el ámbito de los dispositivos portátiles.
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