Los investigadores de WVU miran hacia abajo

Investigadores de la Facultad de Ingeniería y Recursos Minerales Benjamin M. Statler de WVU están buscando formas de crear energía de hidrógeno a partir de materias primas de biomasa, investigación con el apoyo financiero del Departamento de Energía de EE. UU. (Foto de WVU)

En la Facultad de Ingeniería y Recursos Minerales Benjamin M. Statler de la Universidad de West Virginia, un grupo de ingenieros está apostando por la promesa combinada de dos caminos hacia la energía neutra en carbono: hidrógeno y biomasa.

El profesor de ingeniería de materiales de GE Plastics, Debangsu Bhattacharyya, encabeza una investigación que crea energía de hidrógeno a partir de materias primas de biomasa con el apoyo de aproximadamente $ 1,5 millones del Departamento de Energía de EE. UU.

Cuando los investigadores y los líderes de la industria hablan sobre las fuentes de combustible para un futuro de energía limpia, muchas conversaciones giran en torno a la capacidad del hidrógeno líquido y gaseoso para reemplazar los combustibles fósiles como fuente de energía para todo, desde automóviles y aviones hasta la electricidad que utilizan los hogares y las empresas. Otras conversaciones se centran en la "biomasa": madera, pasto varilla, estiércol y otros materiales orgánicos que secuestran dióxido de carbono, lo que les permite ser utilizados como combustible para generar energía.

Bhattacharyya, junto con sus colegas John Hu, presidente de ingeniería para la utilización de gas natural, y Oishi Sanyal, profesor asistente, están utilizando esos dos caminos para producir energía verde. Están estudiando cómo hacer que esa transformación suceda de manera eficiente y económica a través de un proceso llamado gasificación.

Bhattacharyya explicó que la gasificación ocurre cuando los materiales carbonosos como la biomasa se someten a altas temperaturas en presencia de agentes gasificantes como el vapor o el dióxido de carbono. El proceso produce gases, como hidrógeno y dióxido de carbono, que se pueden separar y capturar.

Él cree que el camino de la biomasa al hidrógeno es una de las tecnologías líderes del mañana para la generación de hidrógeno limpio. Pero primero, su equipo debe desarrollar un sistema de gasificación que sea considerablemente más pequeño y más económico que las tecnologías actuales para gasificar biomasa.

Bhattacharyya visualiza un gasificador que puede generar hidrógeno ultrapuro calificado para su uso en celdas de combustible mientras secuestra el dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero.

"La gasificación no es nueva, pero los sistemas comerciales de gasificación actuales son generalmente grandes y requieren mucho capital, lo que los hace comercialmente menos atractivos.

"Si la biomasa va a despegar como materia prima para la producción de combustible de hidrógeno", dijo Bhattacharyya, "los gasificadores deben volverse más baratos y modulares, para que puedan instalarse en ubicaciones distribuidas, en lugar de una gran instalación en una ubicación central. La producción distribuida de hidrógeno también puede aliviar en gran medida los problemas con el transporte y almacenamiento de hidrógeno".

Las economías de escala significan que las plantas químicas más grandes disfrutan de ventajas financieras sobre sus contrapartes más pequeñas, pero Bhattacharyya está adoptando varios enfoques innovadores para garantizar que sus diseños sean rentables.

Su equipo utilizará una tecnología llamada "novedoso catalizador multifuncional", que puede operar a temperaturas más bajas que los sistemas de gasificación comerciales actuales, al tiempo que maximiza la producción.

También buscarán un gasificador altamente "intensificado" que albergue operaciones de unidades múltiples en una sola unidad y produzca "hidrógeno ultrapuro directamente desde el gasificador mismo", dijo.

"Se espera que nuestra tecnología propuesta sea altamente compacta y desplegable sin mucho espacio, lo que la convierte en un enfoque factible para la producción de hidrógeno a escala de instalaciones municipales, por ejemplo".

Bhattacharyya explicó que los investigadores realizarán experimentos y desarrollarán modelos matemáticos "para comprender los cientos de variables operativas y de diseño en juego. Con esa información, podemos mejorar la economía del proceso de tecnología verde para la producción de hidrógeno".

"Abordar el calentamiento global es una alta prioridad", dijo Bhattacharyya. "Creemos que este proyecto desempeñará un papel fundamental en la generación de recursos energéticos que sean ecológicos, asequibles, seguros, fiables y resistentes".

-WVU-

mm/11/09/22

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