Investigadores de la Universidad de Monash, junto con empresas nacionales de suministro de agua, están estudiando formas de producir energía de hidrógeno de forma más sostenible mediante la reutilización de aguas residuales.
La producción de hidrógeno es una fuente de energía limpia que puede utilizarse de diversas maneras, ya sea como combustible para el transporte o la calefacción, como forma de almacenar electricidad o como materia prima en procesos industriales. Sin embargo, la producción de hidrógeno requiere abundante energía renovable y un suministro constante de agua para producir energía escalable y sostenible para uso comercial.
Por ello, se necesitan al menos 5.500 millones de litros de agua al año para alcanzar el objetivo de producción de hidrógeno propuesto en la Estrategia Nacional del Hidrógeno de Australia para el mercado de exportación estimado para 2030, lo que equivale al consumo anual de agua de 1,6 millones de personas.
El proyecto de Producción Sostenible de Hidrógeno a partir de Agua Usada, que ha recibido recientemente una subvención ARC Linkage, tiene como objetivo abordar el reto de la escasez de agua en el proceso de producción de hidrógeno mediante el desarrollo de un enfoque innovador que reutiliza las aguas residuales como alimento para la producción de hidrógeno a través de la electrólisis del agua, el proceso de utilizar la electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
El grupo de investigadores, el profesor Xiwang Zhang, el profesor Huanting Wang y el Dr. Yinlong Zhu, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash, tratará de avanzar en las aplicaciones prácticas de la electrólisis del agua para la producción de hidrógeno escalable y sostenible y ayudar a Australia a asegurar una posición de liderazgo en la emergente economía mundial del hidrógeno.
Xiwang Zhang, profesor de Ingeniería Química y director del Centro de Investigación ARC para la Separación Energéticamente Eficiente, afirma que este proyecto representa una oportunidad para minimizar el consumo de agua dulce y utilizar las grandes cantidades de aguas residuales generadas en las principales capitales australianas
“La cantidad de aguas residuales actualmente disponibles para su uso es mucho mayor que la cantidad de agua necesaria en la electrólisis del agua para la producción de hidrógeno. En la actualidad, la mayor parte del agua tratada en toda Australia se vierte a las masas de agua circundantes o se recicla para el riego tras ser tratada en plantas municipales de tratamiento de aguas residuales centralizadas. Dado que el volumen del agua tratada de estas plantas es muy consistente, es una fuente de agua prometedora para la electrólisis del agua”, dijo el profesor Zhang.
“Gracias a nuestra experiencia en electrólisis del agua, membranas y tratamiento del agua, estamos encantados de tener esta oportunidad de trabajar con nuestros socios de la industria para contribuir al desarrollo de la tecnología del hidrógeno renovable utilizando agua reciclada”, añadió el profesor Wang, Australian Laureate Fellow y director del Monash Centre for Membrane Innovation.
El proyecto colaborará estrechamente con las empresas nacionales de suministro de agua Southeast Water, Melbourne Water, Yarra Valley Water y Water Corporation, a través de Water Research Australia (WaterRA).
El Dr. Arash Zamyadi, de WaterRA, es el investigador asociado y afirma que, aunque la mayoría de los contaminantes de las aguas residuales se han eliminado eficazmente en los actuales procesos de tratamiento, quedan pequeñas cantidades de impurezas (residuos orgánicos e iones).
“Todavía hay un vacío de conocimiento sobre cómo las impurezas afectan al diseño del electrolizador de agua y al funcionamiento del proceso. Gracias a esta investigación, esperamos comprender en profundidad el impacto de las impurezas del agua usada en el rendimiento y la durabilidad de los electrolizadores de agua, y posteriormente desarrollar directrices para el diseño de electrolizadores de agua de alta durabilidad y el funcionamiento y la mejora de las plantas de tratamiento de aguas residuales existentes”, dijo el Dr. Zamyadi.
Los resultados de este proyecto pueden contribuir al mercado mundial de exportación de hidrógeno.
Se calcula que la demanda de hidrógeno exportado sólo desde Australia superará los 3 millones de toneladas anuales en 2040, lo que supondrá hasta 10.000 millones de dólares anuales para la economía australiana.
Fuente: World Energy Trade