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Energ��as renovables
Brasil | 10-08-2022

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Un grupo estudio cómo convertir etanol en electricidad e hidrógeno   
La técnica, investigada en el Centro de Investigación para Innovación en Gases de Efecto Invernadero utiliza un sistema electroquímico y promete reducir el costo de la energía eléctrica a lo largo del proceso
Agencia FAPESP ( Brasil )
Traducción Programa INFOCIENCIA
Un grupo estudio cómo convertir etanol en electricidad e hidrógeno La llamada "reforma electroquímica" es una técnica que ha sido usada en la producción de hidrógeno a partir de la oxidación de alcoholes y la ruptura de las moléculas de agua. Esa novedad, que empezó a usarse de forma sistemática en el mundo hace alrededor de dos años, está siendo explorada en el proyecto "Uso eficiente de etanol para producción de hidrógeno y electricidad", desarrollado dentro del Centro de Investigación para Innovación en Gases de Efecto Invernadero (RGCI), un Centro de Investigación en Ingeniería (CPE) constituído por FAPESP y Shell en la Escuela Politécnica de la Universidad de San Pablo.

“El hidrógeno es el combustible del futuro, pero el etanol no se queda atrás en esta carrera. Juntos, pueden dar a Brasil un papel de liderazgo en la lucha por un combustible verde”, dice el ingeniero químico Hamilton Varela, coordinador del proyecto y director del Instituto de Química de São Carlos de la Universidad de São Paulo (IQSC-USP).

Según el químico Germano Tremiliosi Filho, coordinador adjunto del proyecto, una de las ventajas de este tipo de reacción es reducir el costo de la energía eléctrica a lo largo del proceso. “En la producción de hidrógeno a escala comercial por electrólisis del agua, se aplica al sistema un voltaje del orden de 2 voltios. En el caso de la reforma electroquímica, este potencial energético es mucho menor, entre 0,6 y 0,7 voltios. Trabajamos con una cantidad de energía un tercio menor que la requerida para la electrólisis del agua”, dice el especialista, quien es profesor del IQSC.

Varela se ocupa del llamado mecanismo de reacción, donde se enfoca en las ecuaciones paso a paso de la reacción de oxidación del etanol, que es la fase más compleja que ocurre en el reformador. “Por medio de simulaciones, la idea es descubrir qué catalizadores favorecen la ruptura de la molécula de etanol, como es el caso del catalizador de platino, el más utilizado para esta reacción”, señala el investigador. “Es una etapa inicial, pero fundamental para el desarrollo de las demás fases. Esta información ayuda a otros colegas a desarrollar celdas de combustible, equipos que usan hidrógeno para generar electricidad y reformadores electroquímicos más eficientes a lo largo del proyecto".

En la reforma electroquímica, los catalizadores juegan un papel fundamental, ya que provocan tanto la oxidación del etanol como la reducción del agua, haciendo que la celda de reforma electroquímica genere hidrógeno. “Estamos desarrollando catalizadores para la reducción de agua, tanto a base de sulfuros como de metales de transición, como el níquel y el hierro, que, por cierto, son materiales más económicos que el platino, por ejemplo, que se usa actualmente”, explica Tremiliosi Filho.

Durante el transcurso del proyecto, los investigadores tienen la intención de desarrollar una celda de membrana polimérica que, a través de la reforma electroquímica, pueda convertir etanol y agua en hidrógeno para alimentar las celdas de combustible. “La idea es que en el futuro las casas o edificios tengan celdas de combustible estacionarias, similar a lo que sucede con los generadores diesel”, pronostica Varela. “Estas celdas de combustible podrán impulsar vehículos y proporcionar electricidad para el hogar. Todo con hidrógeno".

Actualmente, el grupo busca comprender cómo las diferencias de temperatura afectan el proceso. “Una hipótesis en este caso sería instalar a bordo del vehículo un reformador electroquímico que procesaría etanol y agua en hidrógeno, para alimentar la pila de combustible y hacer funcionar el motor eléctrico. Pero el desarrollo del reformador todavía requiere mucha investigación, incluso a nivel mundial”, dice Tremiliosi Filho. “En otras palabras, la celda de combustible directa de etanol es una propuesta a largo plazo”.

Fuente: Oficina de Comunicaciones RCGI.