El científico investigador principal de 3M, Andy Steinbach, sostuvo un polvo catalizador que promete desbloquear la producción de hidrógeno verde a menor costo. Crédito:3M
Un material en el que 3M ha estado trabajando durante décadas podría ser clave para desbloquear la producción rentable de hidrógeno verde, una fuente de combustible renovable prometedora pero costosa.
El producto, polvo catalizador de iridio con soporte nanoestructurado de 3M, se presentó el mes pasado en la Semana del Clima de Nueva York. El polvo se utiliza para separar las moléculas de hidrógeno del agua con electricidad renovable, un proceso conocido como electrólisis.
Cada 10 gramos de este material puede ayudar a producir 10 toneladas de hidrógeno y previene 100 toneladas de emisiones de carbono, dijo Andy Steinbach, científico investigador sénior de 3M. También reduce la cantidad de iridio, un metal raro y costoso que se vende a $4000 la onza, necesario para el proceso de electrólisis.
"Existe una gran necesidad de reducir el costo de estos sistemas y creemos que hemos encontrado una solución realmente buena", dijo Steinbach. "No es solo una oportunidad para 3M sino, lo que es más importante, para abordar el cambio climático".
El hidrógeno verde se llama así porque está hecho con energía renovable y no emite carbono cuando se quema como fuente de combustible, pero es muy costoso producirlo de esta manera y, como tal, ha permanecido frustrantemente fuera de nuestro alcance.
"El hidrógeno verde tiene toda esta promesa, pero no ha llegado a la escala", dijo Brian Ross, vicepresidente de energía renovable del Instituto Great Plains. "Los cambios en los incentivos y la política... están generando un caso comercial más sostenible".
El Departamento de Energía de EE. UU. tiene el objetivo de reducir los costos de producción de hidrógeno verde a $ 1 por kilogramo para fines de la década, al menos una reducción del 80%, lo que lo haría tan costoso o incluso más barato que el hidrógeno producido convencionalmente. La Ley de Reducción de la Inflación recientemente aprobada tiene un crédito fiscal de $3 por kilogramo que se espera que impulse la producción de hidrógeno verde.
"Funcionó con energía solar y eólica", dijo Ross sobre los incentivos gubernamentales para la energía limpia. "Veremos en el mercado cómo se desarrollan las diferentes tecnologías".
El polvo catalizador de 3M aún se encuentra en las primeras etapas de comercialización, y la empresa con sede en Minnesota está trabajando con el Departamento de Energía para llevarlo al mercado. A nivel mundial, se espera que el hidrógeno verde se multiplique por diez hasta convertirse en una industria de 4300 millones de dólares para 2026 a medida que los productores crezcan.
"Hay mucho impulso en este mercado", dijo Tim Yamaya, empresario corporativo de 3M Ventures. "Podemos resolver algunos de esos puntos débiles que impiden la escala y fabricarlos aquí mismo en los EE. UU."
La mayor parte del hidrógeno que se usa hoy en día está hecho de gas natural (hidrógeno "gris"), lo que disminuye sus atributos ambientales positivos. El hidrógeno "azul" busca capturar las emisiones de carbono cuando se fabrica a partir de gas natural.
CenterPoint Energy y Xcel Energy, los mayores proveedores de gas natural de Minnesota, lanzaron proyectos piloto de hidrógeno verde que colocan el gas en tuberías existentes junto con el gas natural, aunque la infraestructura y los dispositivos existentes no podrían manejar un cambio al 100 % de hidrógeno.
"Este combustible limitado y de alto valor realmente debe combinarse con ese 10-15 % de la economía que, de lo contrario, sería muy difícil de descarbonizar", dijo Margaret Cherne-Hendrick, líder sénior de innovación e impacto en Fresh Energy.
Esos usos incluyen industrias que consumen mucha energía, como la fabricación de acero, la producción de amoníaco para fertilizantes y el transporte, o incluso en la refinación de combustibles fósiles, donde se usa la mayoría del hidrógeno industrial.
La Agencia Internacional de Energía estima que una adopción ambiciosa podría eliminar el uso de 14 000 millones de metros cúbicos de gas natural por año y 360 000 barriles de petróleo por día para 2030.
"Debemos tener mucho cuidado cuando emparejamos el hidrógeno verde con los usos finales en toda la economía y, siempre que sea posible, deberíamos ubicar la producción junto con el consumo", dijo Cherne-Hendrick. "Sigue siendo intensivo en recursos, con grandes necesidades de agua y electricidad".
El año pasado se realizó la primera demostración de acero producido con hidrógeno verde, y recientemente comenzó a operar en Alemania una flota de trenes que funcionan con celdas de hidrógeno.
"Como alguien que ha estado en este espacio durante mucho tiempo, es alentador ver el impulso", dijo Steinbach.
La invención fundamental detrás del polvo catalizador provino del trabajo de un científico de 3M en la década de 1980, dijo Steinbach, y hace aproximadamente una década se descubrió su uso en electrólisis.
Si el polvo puede ayudar a reducir sustancialmente los costos de electrólisis, el hidrógeno verde puede continuar su ascenso.
"El costo es una de las barreras clave", dijo Steinbach. "Estamos viendo mucho progreso hacia esa barrera".
©2022 StarTribune. Distribuido por Tribune Content Agency, LLC. El hidrógeno verde suena como una victoria para los países en desarrollo. Pero el costo y el transporte son problemas
