Estamos en una carrera sin retorno hacia las energías renovables. La necesidad de descartar definitivamente los combustibles de origen fósil es innegable, a pesar de la reticencia y las dificultades que pone la tradicional industria energética, que fuerza a que la legislación avance muy lentamente.
Sin embargo, se siguen dando pequeños pasos que son grandes avances en la generación de energía sostenible. Es el caso de los paneles solares de hidrógeno que están desarrollando investigadores de la Universidad de KU Leuven, en Bélgica.
¿Cómo funciona el panel solar de hidrógeno?
Desgraciadamente, poco sabemos del funcionamiento interno de estos colectores solares, puesto que la universidad ha presentado las correspondientes solicitudes de patentes. Por ello, y hasta que estas solicitudes no estén resueltas, no se podrán tener detalles de la tecnología que han desarrollado.
- Johan Martens (dcha.), profesor en la Universidad de KU Leuven y jefe del Departamento de Catálisis y Química de Superficies y de la División de Investigación y Desarrollo de Catálisis. | Universidad KU Leuven, Bélgica.
Según explicó uno de los padres de esta tecnología, el profesor Johan Martens en esta universidad belga, no debemos hablar estrictamente de un panel solar. Un colector fotovoltaico convierte la luz del sol en electricidad y, en cambio, su invento genera hidrógeno a partir de la humedad del aire.
No obstante, para esta conversión se necesita el aporte de una energía, y en este caso la aporta el colector fotovoltaico que se adapta al invento de KU Leuven.
Es por ello que el panel de hidrógeno se ha desarrollado para que se puedan adaptar todos los colectores fotovoltaicos que hay en el mercado y también las estructuras, para su instalación en tejados.
¿Qué hace al panel de hidrógeno tan especial?
Al incorporarse un colector fotovoltaico al panel de hidrógeno, se convierte la luz solar y el vapor de agua del aire directamente en hidrógeno. Es por ello que la conexión entre los paneles de hidrógeno que se instalen en un tejado debe ser por medio de tuberías. La eficiencia de este invento es de un 15% que, aunque parezca muy poco, es mayor que las formas tradicionales de conseguir hidrógeno.
En las pruebas desarrolladas en la propia universidad, con las condiciones meteorológicas de Bélgica, se pueden producir una media de 250 litros de hidrógeno al día. En términos de uso, la producción de hidrógeno que realizan 20 de estos paneles solares sería suficiente para calentar con una bomba de calor y aportar electricidad a una vivienda con buen aislamiento durante todo el invierno.
Para hacernos una idea de cómo puede funcionar deberíamos ser expertos en la ciencia de superficies absorbentes, membranas y catalizadores. Aunque, los investigadores no quieren aportar más información por el momento, debido a la patente que están esperando.
¿Cómo se desarrolló la tecnología del panel solar de hidrógeno?
Para iniciar la investigación, los técnicos se plantearon inicialmente una pregunta básica: ¿cómo se puede producir un combustible en cualquier momento y en cualquier lugar? La respuesta fue obvia, a partir del aire o, mejor dicho, de la humedad que contiene. Debemos tener en cuenta que, incluso, el aire del desierto contiene vapor de agua en suficiente cantidad para generar hidrogeno.
Un dato importante que encaminó la investigación a extraer energía de la humedad del aire es que el vapor de agua es el cuarto componente más abundante, después del oxígeno, el nitrógeno y el argón. Si conseguimos extraer esa humedad dispondremos de suficiente cantidad de agua para dividirla y fabricar hidrógeno.
Sin embargo, hay una cuestión muy importante, ¿cómo extraer el agua contenida en el aire para separar en hidrógeno y oxígeno gaseosos? Ante esta cuestión se plantea un gran problema, y es que la temperatura que alcanza un panel solar es fácilmente de 70 °C. Algo que complica trabajar con el vapor de agua.
Además, otra dificultad añadida es conseguir que el sistema funciona en condiciones de lluvia y bajas temperaturas. Es por ello que los científicos de la universidad de KU Leuven han desarrollado un sistema para conseguir realizar el proceso de separación del vapor de agua del aire y obtener agua. Y, a partir de ahí, generar hidrógeno. Sin embargo, es algo que no quieren desvelar hasta tener concedida la patente de la innovación.
¿Por qué el hidrógeno?
Durante el verano o en circunstancias favorables de sol, es fácil generar hidrógeno y almacenarlo. Así, se dispone de este combustible limpio y renovable para la época invernal, cuando las condiciones climáticas hacer más necesaria la disponibilidad de energía. El gas hidrógeno se genera a presión atmosférica, sin embargo, se puede comprimir y almacenar en recipientes a presión. E incluso se podría utilizar la red de gas natural para su almacenamiento y distribución.
Claro está que la red de gas natural debería sufrir algunas adaptaciones. No obstante, estas no son grandes y se pueden acometer con cierta facilidad. Otra opción sería ir mezclando el gas natural con el gas hidrógeno, para realizar una transición energética gradual hasta el gas hidrógeno puro.
¿El panel solar de hidrógeno sustituye a los parques eólicos y huertas solares?
No es la intención de esta innovación. Lo que se pretende es sustituir al carbón, el gasoil, petróleo, incluso al gas natural y la energía nuclear. Estamos viendo que nuestro planeta dispone de suficientes recursos naturales renovables, que pueden mover toda nuestra vida, industria y economía de una forma limpia.
Los sistemas tradicionales para generar hidrógenos siguen siendo necesarias. Es por ello que las instalaciones de aerogeneradores, las huertas solares y el autoconsumo fotovoltaico van a seguir siendo necesarios.
Debemos tener en cuenta que hay industrias muy intensivas energéticamente. Los sectores de la metalurgia, la química y otros, demandan gran cantidad de energía y calor. Generar hidrógeno suficiente con los nuevos paneles solares de hidrógenos conllevaría la instalación de una cantidad enorme de estos colectores. Algo que no es viable por el espacio que se necesitaría.
Es por ello, que los nuevos paneles solares de hidrógenos tienen un futuro más centrado en el ámbito doméstico o para pequeñas empresas.
