Proyectos e investigación

Fotoelectrocatálisis, la nueva tecnología para producir hidrógeno verde desarrollada por mujeres españolas

Un equipo de investigadores de Repsol y Enagás ha conseguido, tras cerca de una década de trabajo, desarrollar una tecnología innovadora en el ámbito de la producción de hidrógeno verde haciendo uso directo de la energía solar. El proceso, que se conoce como fotoelectrocatálisis, es el resultado del trabajo en I+D de un grupo español liderado por mujeres y en el que han colaborado varios de los centros de investigación en hidrógeno más prestigiosos de España.

Así, el próximo paso será la construcción de una planta de demostración en el complejo industrial que Repsol tiene en Puertollano, con el horizonte de alcanzar la madurez comercial antes de 2030.

Ana Martínez, Investigadora de Repsol Technology Lab y una de las líderes del proyecto, destaca el papel que va a tener el hidrógeno como vector energético clave en la descarbonización: “va a permitir, por un lado, almacenar las energías
renovables a gran escala, y, por otro, utilizarlo como combustible en diferentes sectores, como puede ser la movilidad, en el ámbito residencial e industrial y, también, como materia prima en la industria”.

Características del proceso de fotoelectrocatálisis

La fotoelectrocatálisis, que permite emplear solo agua y energía solar para producir hidrógeno renovable, es una de las vías tecnológicas en las que trabaja Repsol para descarbonizar la generación de este gas. María Dolores Hernández, colíder del proyecto, afirma: “Somos el primer productor y consumidor de hidrógeno en España y esta tecnología supone una reducción total de las emisiones en relación con los métodos convencionales usados para generar H2. El impulso que está dando Repsol a los proyectos relacionados con el hidrógeno renovable y, concretamente, a través de esta tecnología, nos permitirá seguir avanzando en nuestra apuesta por la multienergía y la sostenibilidad, teniendo como meta ser cero emisiones netas en 2050”.

La investigación sobre la tecnología de fotoelectrocatálisis arrancó en Repsol Technology Lab en 2012 y, en 2018, Enagás se sumó al proyecto con un acuerdo que convierte a ambas compañías en copropietarias. Mónica Sánchez, Coordinadora de Hidrógeno de Enagás, explica: “Es una tecnología muy disruptiva, que se enmarca en nuestra apuesta por los gases renovables, en concreto hidrógeno y biometano, como piezas clave para alcanzar la neutralidad en carbono que queremos conseguir a nivel europeo, y en concreto como compañía para 2040”.

La tecnología resultante del proyecto simplifica el proceso de producción frente a la electrólisis, que es la opción más usada actualmente para la generación de hidrógeno verde, con electricidad generada de forma renovable. Esa electricidad renovable es transportada a un electrolizador donde se separa la molécula del agua en hidrógeno y oxígeno. La fotoelectrocatálisis, sin embargo, integra el proceso en un solo paso: “el dispositivo recibe directamente la radiación solar y con un material fotoactivo se generan las cargas eléctricas que provocan esa separación”, explica María Dolores Hernández.

Entre las ventajas que ofrece esta tecnología destaca la posibilidad de evitar las pérdidas asociadas al transporte y la transformación de la electricidad, lo que hace que “la tecnología de fotoelectrocatálisis mejore la eficiencia del proceso de conversión de energía solar a hidrógeno con respecto a la electrólisis”. Esta simplificación en infraestructura y equipos reducirá, además, las inversiones en esta tecnología, que también tiene la gran ventaja de no depender del precio de la electricidad. La hoja de ruta del proyecto “está concebida para que, en 2030, el gas generado por esta vía pueda competir en costes tanto con el producido por procesos convencionales a partir de gas natural, como con el obtenido por electrolisis”, continúa María Dolores Hernández.

Este hidrógeno podrá ser transportado por la red existente para su distribución a los diferentes puntos de consumo, pudiendo de esta manera emplearse la infraestructura actual como almacenamiento energético de la generación eléctrica renovable.

Fases de la nueva tecnología

El plan para alcanzar la madurez industrial y económica de esta tecnología tiene definidas dos etapas de escalado adicionales: una planta demo que se pondrá en marcha en 2024 en Puertollano, con una extensión cercana a media hectárea y con una producción de 100 kg/día de hidrógeno renovable. Y una última fase, prevista para 2028, con la instalación, también en Puertollano, de una planta, ya en fase industrial, de unas 60 hectáreas y con una producción que llegue a las 10 t/día.

Ambas compañías están incorporando el hidrógeno renovable a sus respectivos negocios. En Repsol tendrá aplicación tanto en sus procesos industriales de refino y química, “como en los negocios que están surgiendo con esta nueva ‘economía
del hidrógeno’: desde la movilidad, con los combustibles sintéticos o los vehículos eléctricos de pila de combustible, al sector doméstico, donde ya hay calderas disponibles para generar electricidad y calor con este gas”, señala Ana Martínez.

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Javier López de Benito

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  • Me gustaría saber la fecha de hoy cómo está este sistema de Fotos electrocatálisis cuánto se ha avanzado y espero que sea un sistema más barato que la electrólisis.

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