El consumo energético en España sigue dependiendo en un 66 % de los combustibles fósiles. En paralelo, según los datos avanzados por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), el hidrógeno se ha convertido en una de las grandes promesas para descarbonizar la industria y el transporte. Pero existe una paradoja. Aunque suele asociarse a la transición ecológica, hoy en día el 99 % del hidrógeno consumido en el mundo sigue produciéndose a partir de fuentes fósiles y solo un 1 % procede de electrólisis del agua, un método limpio pero todavía muy costoso.
En ese contexto nace Coshift, un proyecto colaborativo impulsado por el Centro Nacional De Energías Renovables (CENER) y Lurederra, agentes del Sistema Navarro de I+D+i (SINAI), coordinado por ADItech. Precisamente, el objetivo de esta iniciativa, financiada por el Departamento de Universidad, Innovación y Transformación Digital del Gobierno de Navarra, es desarrollar una alternativa más económica y completamente renovable para producir hidrógeno verde utilizando bacterias y biomasa.
La idea del proyecto parte de un elemento conocido como syngas. Este gas se obtiene mediante la gasificación de biomasa, un proceso en el que residuos orgánicos se someten a temperaturas muy elevadas hasta transformarse en una mezcla gaseosa rica en hidrógeno y monóxido de carbono. Ese CO es precisamente uno de los grandes problemas, ya que es tóxico y contribuye indirectamente al calentamiento global.
Por eso, desde CENER trabajan con bacterias capaces de «alimentarse» de ese monóxido de carbono y transformarlo en hidrógeno. El proceso tiene, sin embargo, una consecuencia inevitable: la generación de dióxido de carbono como subproducto. Es entonces cuando toma el relevo Lurederra. Su misión consiste en purificar la corriente gaseosa y separar el CO2 hasta obtener un hidrógeno con una pureza cercana al 99 %, el estándar necesario para poder considerarlo hidrógeno verde utilizable a nivel industrial. Para lograrlo, desarrollan nanomateriales específicamente diseñados con el fin de capturar CO2 de forma selectiva y dejar pasar el hidrógeno.
BACTERIAS Y NANOMATERIALES
Durante estos primeros meses, el trabajo desarrollado por CENER, líder del proyecto, se ha centrado en encontrar los microorganismos más eficaces para alimentarse de este monóxido de carbono tóxico. «Las bacterias se pueden obtener de distintas maneras, a través de un cepario o en la propia naturaleza. Nosotros hemos probado ambas vías, compramos algunas y otras las extrajimos de fuentes naturales de Navarra con altas temperaturas y poco oxígeno como las aguas termales de Fitero o los lodos de la depuradora de Arazuri«, explica la investigadora Itziar Arias.
Tras conseguir aislar con éxito las bacterias de la depuradora, las compararon con las adquiridas en función de la eficacia de ingerir monóxido de carbono y la velocidad o el rendimiento de producir hidrógeno. La sorpresa saltó al comprobar que el resultado era mejor con las muestras de lodos: «Consumen la totalidad de este gas nocivo y producen hidrógeno rapidísimo. Ya las tenemos preparadas para empezar a trabajar a una escala mayor».
El fin de Coshift es contribuir a que el hidrógeno pueda convertirse en un combustible viable para la industria y la movilidad.
Mientras CENER trabaja en la producción biológica de hidrógeno, Lurederra desarrolla la otra pieza esencial del proyecto: la purificación. La técnica de investigación Leyre Hernández afirma que el reto consiste en diseñar materiales extremadamente selectivos, que sean capaces de capturar CO2 sin retener el hidrógeno: «El uso de nanomateriales ofrece una ventaja importante. Al trabajar a escalas diminutas, la superficie disponible para capturar gases es enorme en relación con la cantidad de material empleada. Eso permite mantener una alta eficiencia utilizando menos recursos y reduciendo costes».
Además, estos materiales no solo pueden absorber CO2, sino también liberarlo posteriormente mediante determinados tratamientos, lo que abre la puerta a reutilizar ese dióxido de carbono en otros procesos industriales. Aunque el objetivo principal de Coshift es purificar hidrógeno, Hernández subraya que esta tecnología podría tener aplicaciones mucho más amplias en industrias con emisiones moderadas de CO2: «Para poder limpiar grandes cantidades de dióxido de carbono, sería necesario combinar varias tecnologías. Pero en procesos que ronden un 15 % de CO2, este sistema podría funcionar».
PASO A LA FASE PILOTO
Ahora, el proyecto se prepara para pasar del laboratorio a la escala piloto. «Es el punto crítico para saber si realmente el proceso es escalable. Ahí es donde obtendremos prácticamente toda la información», señala Arias. La escala piloto permitirá comprobar no solo si las bacterias mantienen su rendimiento en volúmenes mayores, sino también si el sistema puede resultar económicamente viable.
Uno de los aspectos clave será reducir costes. Las bacterias necesitan nutrientes (especialmente fuentes de nitrógeno) y esa alimentación supone «uno de los mayores gastos del proceso». A su vez, también se analizará el consumo energético y la eficiencia global para minimizar posteriores costes de purificación. Toda esa información alimentará después modelos matemáticos y análisis tecnoeconómicos, que permitirán determinar si la tecnología podría aplicarse algún día a escala industrial.
«Ambas entidades del SINAI estamos trabajando para ofrecer una solución necesaria en el panorama actual. Colaborar nos permite cubrir más eslabones de la cadena de valor. Muchas veces buscamos soluciones lejos sin percatarnos de lo que tenemos cerca», resalta Hernández.
El fin de Coshift es contribuir a que el hidrógeno pueda convertirse en un combustible viable para la industria y, en un futuro, para la movilidad y otros usos energéticos: «Nosotros podemos producir el hidrógeno, pero luego tiene que haber instalaciones industriales que sean capaces de utilizar ese material. De cara a un futuro en el que el hidrógeno sea un combustible incorporado en nuestra vida diaria, nosotros aspiramos a aportar una versión con alto poder energético de una manera económica y sin recurrir a combustibles fósiles».
