Investigadores estudian uso de excremento de vaca para producción de hidrógeno

Un equipo de ingenieros de la Universidad de Illinois en Chicago (UIC) lograron un avance para la producción eficiente y sostenible de hidrógeno, usando excremento de vaca en combinación con fuentes de energía solar y eólica.

Este método, detallado en un reciente estudio publicado en Cell Reports Physical Science, promete reducir significativamente los requerimientos energéticos del proceso de producción hasta en un 600%.

Históricamente, la producción de hidrógeno ha sido costosa y poco eficiente, principalmente debido a la alta demanda de electricidad necesaria para llevar a cabo la electrólisis del agua, el proceso que separa las moléculas de hidrógeno y oxígeno.

Este proceso depende de la quema de combustibles fósiles como el carbón y el gas natural.

Sin embargo, el equipo de la UIC desarrolló un sistema que reemplaza estos combustibles por biochar —un tipo de carbón—, una fuente de carbono rica en energía, producida a partir de residuos agrícolas, animales o de aguas residuales tratadas con ácido sulfúrico.

El líder de la investigación, Meenesh Signh, describió los hallazgos como “transformadores“, destacando no solo la viabilidad del sistema, sino también su eficiencia energética.

Además, Nishithan Kani, coautor del estudio, señaló que este proceso también permite limpiar otros tipos de químicos.

Este método diversifica la utilización de los residuos biológicos y permite la producción limpia de diferentes químicos más allá del hidrógeno.

Durante las pruebas, se evaluaron diferentes tipos de biochar, incluidos los derivados de cáscaras de caña de azúcar, residuos de papel, cáñamo y excremento de vaca.

Sorprendentemente, fue el biochar derivado del excremento de vaca el que mostró los mejores resultados, reduciendo las necesidades eléctricas a tan solo una quinta parte de un voltio.

Te puede interesar>¿Cuánto CO2 hay que eliminar para cumplir con los objetivos de cambio climático?

Además, los investigadores demostraron que una sola celda solar, con una salida de energía menor que la de una pila AA, podría alimentar la reacción de electrólisis asistida por el estiércol de vaca.

Este método convierte aproximadamente el 35% de la energía solar y el biochar en combustible de hidrógeno.

A pesar de sus ventajas, el uso de biochar no es completamente limpio, ya que su combustión libera dióxido de carbono (CO2).

Foto: Secretaría de Agricultura

Sin embargo, los investigadores sugieren que futuros diseños podrían incorporar sistemas para capturar el CO2 resultante y utilizarlo en aplicaciones industriales como la carbonatación de bebidas o la producción de etileno.

Este método ofrece a los agricultores la posibilidad de volverse autosuficientes energéticamente o de abrir nuevas fuentes de ingresos a través de la producción y venta de hidrógeno.

Además de reducir la dependencia de combustibles fósiles, aprovecha eficientemente los residuos biológicos, ayudando así a mitigar el impacto ambiental.

Foto: Daniel Krueger vía Unsplash

El siguiente paso para los investigadores es optimizar aún más el proceso y explorar su viabilidad económica a escala industrial.

Se espera que las aplicaciones comerciales de esta tecnología comiencen a desarrollarse en los próximos cinco años, lo que promete impulsar soluciones energéticas sostenibles en diversas industrias.