El primer reactor químico termodinámicamente reversible capaz de producir hidrógeno como una corriente de producto puro representa un paso "transformacional" en la industria química. afirman los autores de un nuevo estudio.

El reactor novedoso, descrito hoy en la prestigiosa revista académica Química de la naturaleza , evita mezclar gases reactivos transfiriendo oxígeno entre corrientes de reactivos a través de un depósito de oxígeno en estado sólido.

Este depósito está diseñado para permanecer cerca del equilibrio con las corrientes de gas que reaccionan a medida que siguen su trayectoria de reacción y, por lo tanto, conserva una "memoria química" de las condiciones a las que ha estado expuesto.

El resultado es que el hidrógeno se produce como una corriente de producto puro, eliminando la necesidad de una costosa separación de los productos finales.

Dirigido por la Universidad de Newcastle, REINO UNIDO, la investigación involucró a expertos de las universidades de Durham y Edimburgo y del Centro Europeo de Radiación Sincrotrón en Francia, y fue financiado por el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC).

Profesor Ian Metcalfe, El autor principal y profesor de Ingeniería Química en la Universidad de Newcastle dijo:

"Los cambios químicos generalmente se realizan a través de reacciones mixtas en las que se mezclan y se calientan múltiples reactivos. Pero esto conduce a pérdidas, conversión incompleta de reactivos y una mezcla final de productos que deben separarse.

"Con nuestro reactor de memoria de hidrógeno podemos producir productos separados. Podrías llamarlo el reactor perfecto ".

El elemento más abundante del universo

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Producido a través de la división de moléculas de agua, el cambio hacia las energías renovables ha dado lugar a un aumento del denominado "hidrógeno verde".

El hidrógeno es un almacén de energía limpio y útil y se puede utilizar como combustible, para generar electricidad y puede almacenarse y transportarse a través de las redes de gas.

Todos los procesos, ya sean químicos, mecánicas o eléctricas:termodinámicamente irreversibles, y son menos eficientes de lo que podrían ser de otro modo.

Esto significa que en los reactores químicos tradicionales, cuando se produce hidrógeno, es necesario separarlo de otros productos, un proceso que es a la vez costoso y, a menudo, intensivo en energía.

Describiendo su nuevo sistema, el equipo demuestra un reactor químico capaz por primera vez de acercarse al funcionamiento termodinámicamente reversible.

Reaccionar agua y monóxido de carbono para generar hidrógeno y dióxido de carbono, el sistema también evita que el carbono se lleve a la corriente de producción de hidrógeno como monóxido de carbono o dióxido de carbono, evitando así la contaminación del producto.

'Voltear' el depósito un poco como un interruptor, el equipo demostró que es posible alcanzar una alta conversión en el sistema de modo que el dióxido de carbono y el hidrógeno se produzcan en ambos extremos del reactor como productos puros.

"Mientras que la producción de hidrógeno convencional requiere dos reactores y una separación, nuestro reactor realiza todos los pasos en una sola unidad, "añade el profesor Metcalfe.

"Y mientras demostramos el concepto con hidrógeno, el concepto de reactor de memoria también se puede aplicar a otros procesos ".