La Red H2ENRY surge por la necesidad de desarrollar tecnologías disruptivas de producción, purificación y almacenamiento de hidrógeno verde que aceleren la descarbonización. La red está compuesta por 5 centros tecnológicos: EnergyLab, ITE, Leitat, AICIA y CIDAUT y cuenta con la subvención del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI) y el apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación y Universidades, dentro de la convocatoria Ayudas Cervera y constituye la base de una red de excelencia en Tecnologías del Hidrógeno verde. En esta entrevista a Iria Regueiro, investigadora de EnergyLab, conocemos más detalles sobre este proyecto pionero.
La Red de Excelencia Cervera H2ENRY llega a su fin, ¿se han alcanzado todos los objetivos marcados en el proyecto?
El proyecto H2ENRY se creó con el objetivo de fortalecer la investigación y transferencia de conocimiento en tecnologías innovadoras para la producción de hidrógeno renovable a partir de la reutilización de excedentes energéticos y fuentes renovables, la posterior purificación y almacenamiento, y la integración de herramientas digitales para optimizar la efi- ciencia de los procesos.
Para alcanzar este objetivo se han llevado a cabo numerosas actividades, tanto técnicas como de formación, internacionalización y difusión. En cuanto a los desarrollos técnicos, se ha trabajado en diversificar las fuentes renovables de producción, como la energía solar y los efluentes residuales. También hemos mejorado la eficiencia de los sistemas y de sus componentes mediante el desarrollo de materiales avanzados más sostenibles. Se ha promovido la reducción de costes a través de una mayor fiabilidad y facilidad de mantenimiento en los equipos de electrólisis. Además, se ha avanzado en soluciones para el almacenamiento de H2 en moléculas como el metanol y en la purificación mediante membranas poliméricas. También se ha trabajado en el desarrollo de herramientas digitales de simulación y diagnóstico para mejorar la eficiencia de los procesos.
Además de los desarrollos tecnológicos, hemos llevado a cabo numerosas acciones de capacitación, como formaciones especializadas impartidas y recibidas tanto dentro como fuera de la Red. También hemos trabajado en la atracción de talento a nivel nacional e internacional, y aplicado medidas para garantizar la igualdad de género y la inclusión de personas con diversidad funcional.
Para dar a conocer la Red y sus capacidades, hemos participado en numerosos congresos y ferias del sector del hidrógeno, que han servido para visibilizar nuestro trabajo, fomentar la colaboración con empresas y centros, y promover nuevas oportunidades de desarrollo de proyectos. Además, hemos compartido nuestro conocimiento en redes sociales, en revistas especializadas y científicas, con el objetivo de acercar la innovación al entorno y facilitar la transferencia tecnológica.
Por tanto, H2ENRY llega a su fin con un balance muy positivo: hemos alcanzado la gran mayoría de los objetivos planteados al inicio del proyecto gracias al trabajo conjunto de los centros. Hemos avanzado en el desarrollo de tecnologías clave, se ha fortalecido la formación, la visibilidad internacional y la transferencia de innovación. Y aunque el proyecto se termina, muchos de los desarrollos iniciados continúan evolucionando, sentando las bases para nuevas líneas de investigación y colaboración para seguir impulsando la descarbonización a través del hidrógeno renovable.
En EnergyLab hemos trabajado en dos tecnologías de producción de hidrógeno: mediante ruta electroquímica SOEC y mediante ruta biológica por fermentación oscura de efluentes líquidos residuales.
¿En qué tecnologías ha trabajado EnergyLab dentro de la Red H2ENRY?
En EnergyLab hemos trabajado en dos tecnologías de producción de hidrógeno: mediante ruta electroquímica SOEC y mediante ruta biológica por fermentación oscura de efluentes líquidos residuales.
Los electrolizadores de estado sólido (SOEC) son dispositivos electroquímicos que operan a altas temperaturas para electrolizar agua en hidrógeno y oxígeno. Uno de los aspectos más destacados de los SOEC es su alta eficiencia en la producción de hidrógeno, que puede llegar a ser del 80%. Esta alta eficiencia es una consecuencia directa de su operación a altas temperaturas. Por ello, en industrias como la siderurgia o la producción de cemento, donde el calor residual es abundante, los SOEC pueden utilizar este calor para mantener sus altas temperaturas de operación, mejorando aún más la eficiencia del proceso global. Además de la producción de hidrógeno, los SOEC también pueden utilizar dióxido de carbono (CO2) como insumo para producir monóxido de carbono (CO), que en combinación con hidrógeno puede ser utilizado para sintetizar combustibles líquidos, como metanol o gasolina sintética. Esto hace que los SOEC sean una tecnología versátil en la industria de la energía y la química, contribuyendo por tanto a su descarbonización.
La tecnología de fermentación oscura (FO) es un proceso biológico en el que ciertos microorganismos degradan la materia orgánica presente en efluentes residuales y, como producto de su metabolismo, generan hidrógeno. La fermentación oscura se puede utilizar en cualquier industria donde se generen corrientes residuales, que se aproveche el hidrógeno generado y al mismo tiempo aportar soluciones de gestión a dichas corrientes, que de todas formas deberían tratarse previo a su vertido.
En la FO, además de hidrógeno, se obtiene una corriente líquida de salida con alta concentración de Ácidos Grasos Volátiles, que aún cuenta con un gran potencial energético que puede ser aprovechado de diversas formas. En H2enry, esta corriente líquida la hemos empleado para generar más H2 mediante un reactor bioelectroquímico (BES). EnergyLab y Leitat, uno de los centros de la red, han desarrollado un sistema de Electro-Fermentación Oscura (EFO), que combina ambos procesos: la fermentación oscura y el sistema bioelectroquímico, para maximizar la producción de H2 y obtener agua tratada, incrementando la eficiencia del proceso. La EFO supone una mejora considerable en el rendimiento de la producción de H2, lo que la vuelve económicamente más rentable e interesante para su implementación en la industria que los procesos de FO y BES por separado.
La Electro-Fermentación Oscura (EFO) supone una mejora considerable en el rendimiento de la producción de H2, lo que la vuelve económicamente más rentable e interesante para su implementación en la industria que los procesos de FO y BES por separado.
¿Qué barreras o desafíos os habéis encontrado en el desarrollo de todas estas soluciones?
Cuando se desarrolla un sistema ad hoc en el laboratorio, siempre representa un desafío, es común enfrentarse a retrasos en la entrega de materiales, rotura de piezas o desajustes en el montaje o elementos que no encajan como se había previsto, pruebas hidráulicas fallidas, etc., lo que suele provocar retrasos.
Por otra parte, las colaboraciones entre centros suponen desafíos logísticos, especialmente cuando se trabaja con sistemas biológicos o corrientes residuales reales, que son sensibles y pueden degradarse fácilmente. Todo esto obliga a una planificación muy rigurosa, para garantizar que los resultados obtenidos no se vean alterados por factores externos al propio proceso experimental. Sin embargo, la colaboración con Leitat en el desarrollo del sistema de ElectroFermentación Oscura (EFO) ha resultado altamente productiva desde el punto de vista técnico y científico. El intercambio de conocimiento entre ambos centros ha enriquecido nuestras capacidades tecnológicas. Actualmente, ambos centros disponemos de dos sistemas completos de EFO operativos, con los que se están tratando efluentes reales procedentes de diversas industrias. La fase final de este estudio interlaboratorio, en la que estamos trabajando, consiste en el desarrollo de una plataforma que sea funcional y fiable para cuantificar la producción de hidrógeno a partir de distintos residuos orgánicos
¿Qué conclusiones se extraen de este proyecto? ¿Es el hidrógeno verde una herramienta clave en esta transición energética?
El éxito de H2ENRY ha residido en la sinergia entre los centros que, pese a una corta duración de ejecución del proyecto, los cinco centros han combinado capacidades para crear un modelo colaborativo muy necesario para conseguir que el hidrógeno verde sea competitivo frente a los combustibles fósiles, y sentar así las bases para un modelo energético más sostenible y resiliente.
H2ENRY ha conseguido que el hidrógeno verde sea competitivo frente a los combustibles fósiles, sentando así las bases para un modelo energético más sostenible y resiliente.
Las tecnologías del hidrógeno renovable representan la vanguardia en el campo de la energía y la sostenibilidad, ofreciendo soluciones innovadoras para abordar los desafíos relacionados con la producción, almacenamiento y el consumo de energía, convirtiéndose en un recurso clave en la transición hacia un futuro energético más limpio y sostenible, con neutralidad de emisiones. Sin embargo, es crucial abordar los desafíos técnicos y económicos asociados con su producción, almacenamiento y aplicación, planteando soluciones que permitan incrementar la eficiencia, aprovechando al máximo los recursos disponibles y así cumplir los objetivos marcados para la descarbonización de la economía a gran escala.
