Stanford produce hidrógeno y grafito con 10 veces más eficiencia

A 1.000 °C, un reactor de pirólisis del metano se convierte en un ejercicio para llevar el calor hasta el centro. Los investigadores de la Escuela de Ingeniería de Stanford Henry Moise, Sebastian Moll y Matteo Cargnello han desarrollado un método de calentamiento interno que, según su estudio publicado en Science, produce hidrógeno y grafito sólido con una mejora de eficiencia de aproximadamente 10 veces frente al calentamiento externo convencional.

El hidrógeno es esencial para importantes actividades industriales y agrícolas, pero la mayor parte del que se produce hoy procede de procesos que liberan grandes cantidades de CO2. La pirólisis del metano sigue una vía diferente: descompone el metano en gas hidrógeno y carbono sólido, en lugar del CO2 gaseoso que liberan los métodos de producción convencionales. El proceso se estudia desde hace años, pero la eliminación del carbono y el suministro de suficiente calor han impedido que salga del laboratorio.

El equipo de Stanford abordó el problema del calor colocando el quemador dentro del reactor. En lugar de quemar gas natural, el quemador consume una parte del hidrógeno producido por la reacción y genera el calor elevado necesario para impulsar el proceso, mientras emite principalmente vapor de agua. Henry Moise afirma que el resultado es una mejora de eficiencia de aproximadamente 10 veces: con la misma cantidad de energía, un reactor puede producir la misma cantidad de material que otros 10 reactores calentados de forma convencional desde el exterior.

Los investigadores también descubrieron que el carbono sólido era grafito de alta calidad, un material utilizado en baterías, electrodos y otras tecnologías. Esto podría ofrecer a Estados Unidos una vía para producir internamente un material que actualmente importa. El límite está claro: el grafito todavía no es lo bastante puro para aplicaciones exigentes en baterías, y los investigadores afirman que hace falta seguir trabajando.

El hidrógeno se utiliza en fertilizantes, refinado y producción de metanol; el método todavía debe ampliarse y validarse para la producción generalizada de hidrógeno. Por ahora, el trabajo es un resultado de laboratorio, no una planta de suministro generalizado. Ampliar los reactores y verificar su uso para la producción generalizada de hidrógeno son los siguientes pasos, sin que se haya dado un calendario de despliegue.