La Universidad de Castilla-La Mancha comprueba que los residuos de la elaboración del vino pueden reutilizarse en la producción de hidrógeno y generar energía eléctrica. Un proceso circular con beneficios económicos y medioambientales.
¿Qué papel ocupará el hidrógeno en el mix energético de los próximos años? El objetivo que se ha marcado España de conseguir la descarbonización total de sistema en 2050 pasa por la puesta en marcha de tecnologías limpias pero, sobre todo, por dar con fórmulas para la valorización de recursos energéticos que hoy día se presentan como candidatos a sustituir al petróleo y al gas natural, pero que todavía no han alcanzado la madurez necesaria para hacerlo.
El hidrógeno es una de esas fuentes energéticas a la que los especialistas miran con más esperanza. Sin embargo, todavía queda mucho trabajo de investigación para conseguir una fórmula de producción sostenible y económica, que equipare el precio de este gas al de los combustibles fósiles.
La aplicación de la energía fotovoltaica a la producción del conocido como hidrógeno verde es una de las líneas que más esperanzas está despertando y la que podría implantarse de manera masiva. Sin embargo, hay más formas para obtener este gas.
Producción de hidrógeno con residuos del vino
Un equipo de científico en el que participa un investigador de la Universidad de Castilla-La Mancha ha visto la posibilidad de aprovechar los residuos de la industria vitivinícola para la producción de hidrógeno.
Se trata de una apuesta por la economía circular, con una revalorización de los residuos resultantes de la elaboración de vino que traerá beneficios tanto en lo económico, como en lo medioambiental.
Los ensayos para la extracción de hidrógeno de los residuos de la industria vitivinícola se han realizado en laboratorio, pero los resultados han sido muy prometedores.
En un artículo que, entre otros, firma el investigador de la Facultad de Ciencias y Tecnologías Químicas de Ciudad Real, Francisco Jesús Fernández Morales, se explica que en las pruebas se ha llegado a obtener una cantidad nada desdeñable de hidrógeno, mediante un método limpio, que además podría suponer un avance ecológico para la industria del vino, obligada a gastarse mucho dinero en depurar los efluententes resultantes de todo el proceso.
Revalorizar los efluentes de las bodegas
Este estudio puede ser un punto de partida muy importante, de cara a revalorizar los desechos de esta industria, que solamente en España genera unos dos millones de toneladas de residuos al año.
La clave en este proceso para la producción de hidrógeno con los efluentes de esta industria reside en el proceso de fermentación acidogénica, también conocido como fermentación oscura, explica Francisco Jesús Fernández Morales, que ha desarrollado este ensayo en colaboración con investigadores de la Universidad de Cádiz y de la polaca Universidad de Poznan.
En esa fermentación oscura, los azúcares contenidos en esos efluentes se transforman y generan ácido acético, propiónico y otros productos de fermentación. Pero, al mismo tiempo, se liberan dióxido de carbono e hidrógeno, en un combinado gaseoso compuesto por un 55% de hidrógeno y un 45% de dióxido de carbono.
Fermentación de los azúcares, clave en la producción de hidrógeno
Este equipo de investigación ha puesto en valor unos procesos conocidos, y su aportación fundamental ha consistido en aplicarlos al tratamiento, con valorización energética, de los efluentes de la industria del vino.
Además de estudiar el proceso de fermentación de los azúcares, también han comprobado que la mezcla de dióxido de carbono e hidrógeno, en las proporciones obtenidas en este proceso, resulta adecuada para su incorporación en una pila de combustible, donde se produce la oxidación del hidrógeno y la generación final de la energía eléctrica.
Mezcla de hidrógeno y CO2 apta para pilas de combustible
En los ensayos, se ha constatado que las celdas de la pila de combustible no sufren ningún tipo de daño, por lo que no sería necesario eliminar el dióxido de carbono de la combinación gaseosa resultantes de la fermentación de los azúcares.
“La presencia de dióxido de carbono no supone ningún tipo de problema para la pila de combustible, únicamente limita el rendimiento energético de la pila de combustible debido a la necesidad de calentar un mayor volumen de gas”, dice Fernández Morales.
De todas formas, explica en investigador de la Universidad de Castilla-La Mancha, eliminar el dióxido de carbono no supondría un gran reto científico ni tampoco económico, ya que se trata de un proceso conocido, que podría realizarse mediante absorción con química, exponiendo el gas de la fermentación en contracorriente con un medio alcalino. Así se tendría un hidrógeno de mayor pureza, con más capacidad para la generación de energía eléctrica.
1,3 litros de hidrógeno por cada litro de residuos del vino
En los ensayos realizados en el laboratorio se ha utilizado la mezcla de gases obtenida ha permitido obtener una densidad de corriente de 0,3 amperios por centímetro cuadrado y una potencia de 14 W. En caso de emplear hidrógeno puro, es cierto que se generaría más energía, pero no una cantidad significativamente mayor, ya que con esa misma cantidad de corriente se producen 19 W.
Y han estimado que con cada litro de efluentes se podría generar entorno a 1,3 litros de hidrógeno, aunque esa cantidad podría variar en función de la concentración de azúcares en los residuos resultantes de la producción del vino.
En esta línea de trabajo, el siguiente paso consistiría en analizar el escalado de la planta empleada en laboratorio, para su instalación en las bodegas, así como superar el reto que supone el almacenamiento del hidrógeno. Cuando se resuelva, se dará un paso de gigante en la revalorización de los residuos, con un proceso circular, que valdría para que la propia bodega contara con una fuente energética propia, algo muy a destacar, sobre todo en el momento actual, con una energía a precios astronómicos.
