Un material parecido a la goma que puede purificar eficientemente el hidrógeno en su forma más usable para las celdas de combustible y en la refinación del petróleo ha sido desarrollado por un grupo de ingenieros químicos en la Universidad de Austin Tejas. En la edición del 3 de febrero de la revista Science el Dr. Benny Freeman da detalles de cómo su laboratorio de Austin diseñó el material para la membrana y probó su capacidad de separar con éxito el hidrógeno del dióxido de carbono y otros gases del contaminantes.

El Dr. Benny Freeman sostiene una muestra del material transparente de la membrana. Foto: Jennie Trower

Este miembro de una nueva familia de membranas con la capacidad de separar gases podría reducir los costes de purificar el hidrógeno para los vehículos propulsados por este combustible. Las celdas o células de combustible a base de hidrógeno son consideradas la principal energía alternativa del futuro para los automóviles corrientes y otros dispositivos.

El material de la membrana también podría reemplazar un paso muy costoso en el proceso petroquímico convencional, o reducir la cantidad de energía que ese paso requiere. La membrana fue probada bajo condiciones que imitan las usadas rutinariamente por la industria petroquímica para refinar los componentes del petróleo (el crudo y el gas natural) a fin de hacerlos utilizables.

Una cantidad significativa del hidrógeno en uso actualmente va a la industria de refinamiento del petróleo crudo para producir gasolina u otros productos, de modo que esta membrana podría disminuir esos costos de refinado.

La membrana difiere estructural y funcionalmente de las opciones anteriores, con una ventaja clave, que es su capacidad de permitir que el hidrógeno permanezca comprimido a alta presión. Para procesar los combustibles fósiles, se necesita que este gas de muy bajo peso esté comprimido. Ello también será útil para su uso en las células de combustible.

Freeman y Haiqing Lin diseñaron el material de la membrana en el laboratorio del primero que está ubicado en el Centro para la Energía y los Recursos Medioambientales, en la universidad antedicha.

Los ingenieros y sus colaboradores del RTI, Lora Toy y Raghubir Gupta, probaron versiones planas en forma de disco con el fin de comprobar la capacidad del material para separar mezclas de los gases hidrógeno y dióxido de carbono a diferentes temperaturas.

La nueva membrana no sólo separó estos dos gases mejor que las membranas anteriores, sino que de hecho también lo hizo cuando estaban presentes componentes adicionales como el sulfuro de hidrógeno y el vapor de agua, tal como ocurre en la industria. La membrana trabajó tan bien en el proceso de separación, que fue 40 veces más permeable para el dióxido de carbono que para el hidrógeno.

En cambio, las membranas comerciales actuales favorecen el transporte de hidrógeno, una molécula más pequeña, sobre las moléculas del dióxido de carbono, más grandes. Este proceso hace que el hidrógeno sea transferido a un ambiente de baja presión por lo que requiere de un caro proceso de recompresión del gas, antes de poder ser usado.