La producción de hidrógeno verde acaba de dar un giro estratégico gracias a un equipo de investigadores de la Universidad de Princeton que demostró que las aguas residuales tratadas pueden reemplazar al agua ultrapura en el proceso de electrólisis, lo que permite reducir significativamente los costes operativos y energéticos de este vector energético. La investigación, publicada en la revista Water Research, revela que este método podría reducir hasta en un 47% el costo del tratamiento del agua y en un 62% el consumo energético asociado.
Agua sucia, resultados limpios
El hidrógeno verde se produce a partir de agua y electricidad renovable mediante electrólisis, donde una corriente eléctrica separa el agua en oxígeno e hidrógeno. Tradicionalmente, este sistema requiere agua ultrapura para no dañar las membranas del electrolizador, un requisito que eleva los costes y la complejidad del proceso.
El equipo dirigido por Z. Jason Ren, profesor de Ingeniería Civil y Ambiental en Princeton, decidió explorar si las aguas residuales regeneradas, habitualmente usadas en riego o refrigeración industrial, podían servir como fuente alternativa.
En lugar de invertir en costosos procesos de purificación, los investigadores aplicaron un tratamiento ácido sencillo con ácido sulfúrico, lo que permitió que los protones presentes en el tampón ácido compitieran eficazmente con los iones de calcio y magnesio. Estos iones, responsables de las fallas en intentos anteriores, ya no se adhieren a la membrana del electrolizador, y el sistema puede operar de forma estable por más de 300 horas.
Los beneficios
Entre los principales beneficios del descubrimiento está que:
- Ahorra agua potable: Libera un recurso vital para el consumo humano.
- Aprovecha un recurso infrautilizado: Utiliza el agua residual que las ciudades ya producen, creando una «economía circular».
- Es más fácil de implementar: Casi cualquier ciudad tiene una planta de tratamiento de aguas residuales, lo que facilitaría la instalación de plantas de hidrógeno verde en muchos lugares.
Hacia la industrialización de la solución
Actualmente, el equipo trabaja con socios industriales para escalar este método y evaluar su desempeño con agua de mar pretratada, lo que podría abriría la puerta a nuevas aplicaciones en regiones costeras. Además, ya han realizado estudios previos para identificar los mejores puntos en EE. UU. donde ubicar plantas de hidrógeno junto a instalaciones de tratamiento de aguas residuales.
Fuente: Universidad de Princeton