Hallaron un método a partir del excremento de vaca para limpiar el hidrógeno

Ingenieros de la Universidad de Illinois en Chicago realizaron un hallazgo significativo en la búsqueda de una producción de hidrógeno más eficiente y sostenible al utilizar excremento de vaca junto con energía solar y eólica. Este innovador método, según un estudio publicado en Cell Reports Physical Science, podría reducir los requerimientos energéticos del proceso de producción hasta en un 600%.

Tradicionalmente, la producción de hidrógeno ha sido costosa e ineficiente, ya que la electrólisis del agua, que separa las moléculas de hidrógeno y oxígeno, requiere grandes cantidades de electricidad, comúnmente obtenida a través de la quema de combustibles fósiles como el carbón y el gas natural. Sin embargo, los ingenieros de la UIC desarrollaron un sistema que reemplaza estos combustibles por biochar, una fuente de carbono rica en energía producida a partir de residuos agrícolas, animales o de aguas residuales tratados con ácido sulfúrico.

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Cómo fue la investigación para llegar a estos resultados

Meenesh Signh, líder de la investigación, calificó los hallazgos de “transformadores” y confirmó que su equipo es el primero en demostrar no solo la viabilidad del sistema, sino también su eficiencia energética: “Este método diversifica la utilización de los residuos biológicos y permite la producción limpia de diferentes químicos más allá del hidrógeno”, señaló Nishithan Kani, coautor del estudio.

Durante las pruebas, se emplearon diversos tipos de biochar provenientes de cáscaras de caña de azúcar, residuos de papel, cáñamo y excremento de vaca. Entre todas las opciones, el biochar derivado de la bosta de vaca fue el que mostró los mejores resultados, logrando reducir las necesidades eléctricas a solo una quinta parte de un voltio.

En un experimento posterior, los investigadores demostraron que una sola celda solar, con una salida de energía menor que la de una pila AA, podía alimentar la reacción de electrólisis asistida por el estiércol de vaca. Con este método, aproximadamente el 35% de la energía solar y el biochar se convierten en combustible de hidrógeno.

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Cómo funciona el biochar

El uso de biochar no es completamente limpio, ya que su combustión libera dióxido de carbono (CO2). Sin embargo, los investigadores proponen que los futuros diseños podrían incorporar sistemas para capturar el CO2 generado y utilizarlo en la carbonatación de bebidas o en la producción de etileno para la fabricación. Rohit Chauhan, coautor del estudio, describió estos resultados como “números récord mundiales”.

Este innovador método ofrece a los agricultores la oportunidad de volverse autosuficientes energéticamente o de crear nuevas fuentes de ingresos mediante la producción y venta de hidrógeno. Esto no solo disminuye la dependencia de combustibles fósiles, sino que también aprovecha los residuos biológicos de manera eficiente, contribuyendo a la reducción del impacto ambiental.

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Orochem Technologies Inc., patrocinador de la investigación, hizo la solicitud para conseguir las patentes pertinentes destinadas a sus procesos de producción de biochar y hidrógeno, y el equipo de la UIC planea probar los métodos a gran escala. Además de Singh, Kani y Chauhan, el artículo también fue escrito por el estudiante graduado de la UIC Rajan Bhawnani, junto con otros colaboradores de la Universidad de Stanford, Universidad Tecnológica de Texas, Instituto Indio de Tecnología Roorkee, Universidad de Corea y Orochem Technologies Inc.

Ahora, el siguiente paso de los investigadores es optimizar aún más el proceso y explorar la viabilidad económica de la producción de hidrógeno mediante este método a una escala industrial. Se espera que las aplicaciones comerciales de esta tecnología puedan comenzar a desarrollarse dentro de los próximos cinco años, con el objetivo de implementar soluciones energéticas sostenibles en varias industrias.