El CSIC y la UPV patentan un catalizador que simplifica la extracción de hidrógeno a partir de amoníaco verde
El CSIC y la UPV patentan un catalizador que simplifica la extracción de hidrógeno a partir de amoníaco verde
Investigadores del Instituto de Tecnología Química logran craquear amoníaco en una sola etapa mediante nanopartículas de rutenio enraizadas, resolviendo el cuello de botella térmico de los portadores químicos.
El transporte de hidrógeno a largas distancias sigue condicionado por su baja densidad volumétrica y las altas presiones requeridas para su compresión. Por esta razón, el amoníaco verde ($NH_3$) se ha consolidado como el principal portador químico líquido (hydrogen carrier) para las rutas marítimas y de exportación. Sin embargo, el paso crítico de recuperar el hidrógeno en destino —el proceso de craqueo o descomposición catalítica— arrastra una penalización energética y un rápido desgaste de los reactores tradicionales.
Para solventar esta limitación, un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), ha patentado un nuevo material catalítico capaz de descomponer amoníaco y liberar hidrógeno puro en una única etapa operativa. Los resultados de la investigación, liderada por Sonia Escolástico, Alfonso Carrillo y José M. Serra en colaboración con la Universidad de Cádiz, han sido publicados en la revista científica Angewandte Chemie International Edition.
Por qué supera a los catalizadores convencionales
En los sistemas habituales de descomposición de amoníaco, los catalizadores metálicos se depositan sobre la superficie de un soporte. Sometidos a temperaturas de reacción superiores a los 500 °C, los átomos metálicos sufren el fenómeno de sinterización o coalescencia: se desplazan, se fusionan entre sí y reducen la superficie activa de contacto, perdiendo rendimiento en cuestión de semanas.
El avance del ITQ resuelve este deterioro estructural:
- Anclaje por exsolución: El rutenio se introduce en disolución sólida dentro de la red del óxido de cerio durante la síntesis y solo brota hacia la superficie al someterse a atmósfera reductora, quedando parcialmente sumergido y retenido en el soporte.
- Estabilidad térmica prolongada: Los ensayos de laboratorio demostraron una actividad estable durante 260 horas ininterrumpidas bajo regímenes térmicos severos, manteniendo intacto el tamaño nanométrico de las partículas activas.
- Proceso en un solo paso: Permite obtener hidrógeno directamente sin necesidad de etapas intermedias complejas ni grandes volúmenes de recompresión aguas abajo.
Aplicación directa en la logística portuaria y corredores industriales
Esta mejora en la eficiencia de descompresión tiene implicaciones inmediatas en la infraestructura de transporte. Mientras grandes proyectos como el amoníaco verde y el e-metanol o iniciativas como Alkeymia en Caspe proyectan grandes volúmenes de derivados, los receptores necesitan sistemas compactos para transformar ese carrier en combustible utilizable.
Reducir el consumo energético del craqueo abarata el coste nivelado en destino:
- Terminales portuarias: Facilita la descarga y gasificación directa en puertos clave para el bunkering marítimo como Algeciras o Huelva.
- Estaciones de repostaje descentralizadas: Permite suministrar amoníaco en cisternas convencionales a redes de hidrolineras terrestres y descomponerlo in situ bajo demanda, evitando el transporte presurizado a 350 o 700 bar.
- Integración con la Red Troncal: Aporta flexibilidad modular en nudos de consumo alejados de los primeros ejes de la Red Troncal de Enagás.
📘 Fuentes consultadas: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Universitat Politècnica de València (UPV), Instituto de Tecnología Química (ITQ), Angewandte Chemie International Edition.
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