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Reducir el consumo de energía para el transporte, abandonar la dependencia de los combustibles fósiles y conseguir que el balance de emisiones de CO2 de los vehículos sea igual a cero. Éstos son los objetivos que guían el trabajo de los investigadores que dirige Gregorio Marbán Calzón en el INCAR-CSIC con sede en Oviedo (Asturias). Buscan un catalizador (elemento que incorpora sustancias que facilitan la reacción química) que, a partir de agua y biometanol, permita generar hidrógeno, un gas no contaminante que a su vez se convierte en la electricidad que puede impulsar los coches hacia el futuro.
Frente al precio desorbitado de los prototipos actuales de coches impulsados por hidrógeno, el investigador señala que la opción sobre la que trabajan de generar el hidrógeno a bordo permitiría reducir el precio frente a la opción de almacenamiento de hidrógeno en el vehículo. Pero, antes de llegar a ello, es necesario encontrar el catalizador adecuado.
En esta parte del trabajo, hay cuatro aspectos que definen la búsqueda: el catalizador debe ser asequible y presentar una elevada actividad, es decir, debe convertir prácticamente toda la mezcla de agua y biometanol en hidrógeno.
Además, debe ser estable para que no pierda actividad con el uso y debe ser selectivo, es decir, que no convierta la mezcla en otros productos no deseados, como monóxido de carbono (CO).
“La corriente de hidrógeno que parte del generador tiene una pequeña concentración de monóxido de carbono, en torno al 1% del total, un gas muy nocivo para el catalizador de la pila que convierte el hidrógeno en electricidad”, señala Gregorio Marbán. Para trabajar sobre ese problema y lograr purificar la corriente de hidrógeno, el equipo recibió 56.815 euros del PCTI del Principado de Asturias entre 2005 y 2007.
“Gracias a ese proyecto, pudimos construir un microrreactor de análisis que nos permite estudiar cómo responden los catalizadores que estamos probando en el marco del actual proyecto de investigación”, afirma Marbán. Un proyecto, el actual, que a su vez recibirá 58.688 euros del PCTI del Principado entre 2008 y 2010.
Hasta ahora, los investigadores del INCAR han encontrado varios catalizadores efectivos que han dado lugar a diversas publicaciones en revistas científicas. En estos momentos, su trabajo se centra en encontrar la forma adecuada. Según el investigador, “los elementos activos del catalizador son nanopartículas, y es necesario conformarlas [fijarlas] en una estructura muy estable, permeable y que además, conduzca bien el calor”.
Un catalizador, dos carburantes
A la vista de que la tecnología actual está más enfocada hacia la utilización de bioetanol como combustible, y que para generarlo es posible partir de residuos orgánicos gasificados al igual que el biometanol, el equipo de Gregorio Marbán está desarrollando paralelamente un catalizador que podría extraer hidrógeno de ambos carburantes.
Como explica Marbán, “la estructura consiste en una malla metálica en la que hacemos crecer óxido de cobalto cuya forma se asemeja a flores a escala nanométrica. Este óxido es muy efectivo para convertir el bioetanol en hidrógeno, y debido a que estas flores son muy porosas, queremos introducir en ellas fases activas para el biometanol, que es nuestra primera opción”. Los investigadores asturianos trabajarán en colaboración con la Universidad de Barcelona para probar este nuevo catalizador.
Alimentos versus combustible
Cualquier tipo de materia orgánica puede convertirse en biometanol a partir de un proceso de gasificación: “Nuestro planteamiento es que el biometanol para generar hidrógeno se produzca a partir de residuos forestales o de residuos orgánicos de la basura para que no entre en conflicto con la producción de alimentos como ha ocurrido con algunos biocombustibles extraídos del maíz, por ejemplo”, afirma el doctor en química.
El investigador puntualiza que sólo con estos residuos, puede producirse un tercio de todo el biometanol que sería necesario para el transporte en España, según cálculos que ha efectuado su equipo a partir de datos del INE y de otras fuentes.
Para producir biometanol puede partirse de todo tipo de biomasa, como residuos agrícolas, forestales, industriales y urbanos. Además, “en el proceso de producción del biometanol sólo se pierde entre el 35 y el 50% de la energía contenida en la biomasa de origen, frente a más del 65% de energía que se pierde al generar los biocombustibles convencionales”, afirma Gregorio Marbán.
En la región del polo sur de la Luna existen zonas donde nunca luce el Sol y otras donde siempre llegan sus rayos. Para que los vehículos puedan operar en esas condiciones, y con fondos de la Agencia Espacial Europea, investigadores de España y Reino Unido desarrollan sistemas que combinan paneles solares, baterías y generadores termoeléctricos de radioisótopos.
La metodología diseñada por la Universidad de Murcia y el CSIC identifica las regiones donde el sol y el viento ofrecen, conjuntamente, menos fluctuaciones en la producción de energía. A través de la sistema Climax se pueden planificar el emplazamiento y uso compartido de estas renovables para aumentar la estabilidad del suministro.
