Descubren que la orina es mejor que el agua para producir hidrógeno verde

El hidrógeno verde es una fuente de energía renovable, como la solar o la eólica que se emplea para generar electricidad a través de la electrólisis del agua

Investigadores australianos descubren que sustituir el agua por orina es mucho más eficiente a nivel energético
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Aunque menos popular que el sol o el viento, el hidrógeno es una fuente de energía renovable con mucho potencial. No es un elemento que esté disponible de forma natural, se obtiene a través de un proceso químico conocido como electrólisis que separa el oxígeno del hidrógeno. Este proceso se realiza normalmente con agua, pero un grupo de investigadores ha descubierto que emplear orina en lugar de agua para obtener hidrógeno es mucho más eficiente a nivel energético.

Los colores del hidrógeno

Que el hidrógeno sea fuente de energía más o menos renovable depende de su origen. Aunque es un elemento incoloro, la forma habitual de clasificarlo es por colores que no identifican su apariencia, sino el impacto ambiental de su producción:

El hidrógeno verde es el más sostenible, ya que se produce mediante electrólisis del agua utilizando electricidad renovable, como la solar o la eólica
El hidrógeno azul también se produce a partir de gas natural, pero con captura y almacenamiento de carbono, reduciendo las emisiones de CO2
El hidrógeno gris se produce a partir de gas natural sin captura de carbono, generando emisiones de CO2
El hidrógeno marrón se obtiene a partir de combustibles fósiles, como el carbón, y tiene un alto impacto ambiental
El hidrógeno negro es producido por gasificación de carbón, con un impacto ambiental aún mayor que el marrón

Además de estos colores, también se utiliza el término hidrógeno turquesa para referirse al hidrógeno producido mediante pirólisis de metano, y hidrógeno rosa para el producido mediante electrólisis de agua usando energía nuclear. También se habla de hidrógeno blanco e hidrógeno dorado. El blanco se diferencia del hidrógeno gris y el verde en que no es el resultado de una producción a partir de gas o electrólisis, sino que se encuentra en estado puro y nativo.

Orina para producir hidrógeno verde

Un grupo de investigadores del Centro de Excelencia para la ciencia e Innovación del Carbono del Consejo Australiano de Investigación (COE-CSI) y de la Universidad de Adelaida (Australia) ha descubierto que la urea contenida en la orina y en aguas residuales es más eficiente que el agua para producir hidrógeno verde.

Los científicos han desarrollado dos sistemas de electrólisis basados en urea que reducen los altos costes energéticos del hidrógeno verde, consiguiendo niveles similares e incluso inferiores a los que se generan al producir hidrógeno gris convencional.

En realidad, la producción de hidrógeno a partir de urea no es una idea nueva. La innovación que aporta esta investigación es que el nuevo sistema de electrólisis hace más accesible y rentable el proceso.

«Necesitamos reducir el coste de producción de hidrógeno, pero de forma neutra en carbono», afirman los responsables del proyecto. «Nuestros sistemas producen nitrógeno gaseoso inocuo en lugar de nitratos y nitritos tóxicos, además de que consumen entre un 20% y un 27% menos de electricidad que los sistemas de separación de agua», explican.

Dos fuentes de urea

Para su investigación, los científicos australianos comenzaron empleando la urea pura que se produce mediante el proceso de síntesis de amoníaco de Haber-Bosch. El problema es que este proceso consume mucha energía y libera grandes cantidades de CO2. Para resolverlo recurrieron a dos nuevas fuentes de urea: la orina humana y las aguas residuales.

Al probar con orina humana descubrieron que los iones de cloruro desencadenan una reacción que genera cloro y causa corrosión irreversible del ánodo del sistema, donde se produce oxidación y pérdida de electrones. Lo han solventado recurriendo a un novedoso sistema de oxidación mediado por cloro que utiliza catalizadores a base de platino.

El resultado de esta investigación es «un sistema de electrólisis de urea sin membranas innovador y altamente eficiente para la producción de hidrógeno a bajo coste».