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El trabajo, liderado por el ICMM-CSIC, demuestra que la capacidad de separar hidrógeno se multiplica gracias a su material poroso innovador, estable y fácil de producir. Además, desarrollan un método sostenible para producir este material con menor impacto ambiental, un avance clave para la purificación de hidrógeno en la industria petroquímica.
Un estudio liderado por el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICMM-CSIC) ha diseñado y desarrollado un nuevo tipo de membrana de separación de gases que consigue un rendimiento casi 10 veces superior al de otras membranas comerciales usadas para la purificación de hidrógeno. Este desarrollo se ha publicado en la revista Journal of Membrane Science, la principal en el área de membranas.
La demanda industrial de hidrógeno puro está en aumento, pues este elemento tiene un papel clave tanto para la transición energética como la medioambiental. En este contexto, el método de purificación de aire y separación de gases más prometedor se basa en membranas, ya que estas “tienen requerimientos energéticos bajos, además de una simplicidad operativa y capacidad de operar de forma continua”, explica Eva Maya, investigadora en el ICMM-CSIC y líder del trabajo.
El equipo de investigación, que además está compuesto por una amplia mayoría de científicas, ha mejorado las membranas comerciales, basadas en polisulfona –un tipo de termoplástico-- gracias a que les han añadido un componente poroso: “aprovechamos esos poros, sus huecos, para discriminar entre las moléculas del gas, dejando que pasen las pequeñas”, continúa la investigadora.
“La membrana debe aguantar la presión del hidrógeno al tiempo que debe tener un cierto componente elástico. Además, necesitamos que sea capaz de separar gases a la vez que permita una permeabilidad alta, es decir, un gran paso del gas que buscamos, en este caso el hidrógeno”, explica la científica. Todo esto lo han conseguido en su laboratorio: “Hemos aumentado la permeabilidad al hidrógeno más de un 800 %, y además mejorado la capacidad selectiva de la membrana en torno a un 30 %”, celebra Maya.
Además, el trabajo destaca, según la investigadora, por la fórmula elegida para la creación del componente poroso que se ha añadido a la membrana, desarrollado con una nueva tecnología de síntesis, denominada mecanoquímica, que consume menos energía y es mucho más sostenible. “ahora hacemos en tres horas una síntesis que tradicionalmente dura tres días”, resalta Eva Maya.
Aunque la escalabilidad de este material está todavía pendiente, el compuesto tiene mucho potencial para la industria petroquímica, que busca métodos más eficientes para purificar hidrógeno, un gas clave para la transición energética. “Nuestro enfoque es muy atractivo para aplicaciones industriales, ya que reduce los tiempos de síntesis de los rellenos porosos y limita el uso de disolventes tóxicos, lo que ayuda a disminuir los residuos peligrosos”, concluye la investigadora.
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