PROIEKTUA

Mujer investigadora en el laboratorio

HELBURUAK

ekarrih2 proiektuaren helburu nagusia hidrogeno-eramaile likido aurreratuak (liquid hydrogen carriers) eta atxikitako hidrogenazio eta deshidrogenazio teknologiak garatzea da, hidrogeno-kopuru handiak distantzia luzeetan, kostu lehiakorrean eta ingurumenaren ikuspegitik jasangarria den moduan garraiatu ahal izateko.

EKARRIH2 proiektuaren amaieran:

\
Gutxienez, likido ioniko bat GARATUKO da hidrogeno-eramaile berritzailetzat erabiltzeko.
\

Gutxienez, eramaileen hidrogenazio/deshidrogenaziorako erreaktoreen 2 prototipo GARATUKO dira laborategiko eskalan, teknologia hauetakoren batean oinarrituta: erreaktore katalitikoa (ohantze finkoa, milikanalak edo mikrouhin-labea), erreaktore elektrokimikoa.

\

ZTBESen eta euskal enpresen posizionamendu zientifiko-teknologikoa eta komertziala HOBETUKO da hidrogenoaren sektorean, eta bereziki hidrogeno berdea garraiatzeko teknologietan. Proiektuan planteatutako ikerketa-ildoak estrategikoak dira Hidrogenoaren Euskal Estrategian eta Energibasqueren Hidrogenoaren Estrategian.

IRISMEN TEKNOLOGIKOA

Hidrogenoaren kontsumo-puntua hidrogenoa ekoizten den lekuan ez baldin badago, hidrogenoa banatu eta garraiatzeko azpiegitura bat eduki behar da. Askotariko aukerak daude hidrogenoa garraiatzeko: gas konprimitua (gas-sareak, kamioiak, etab.), hidrogeno likidotua (adibidez, itsasontziak) eta hidrogeno-eramaile likidoak. Distantziaren eta garraiatu beharreko hidrogeno-kopuruaren arabera, garraiobide bat bestea baino egokiagoa izan daitekeela aurreikusi da.

H2-AREN GARRAIOAREN KOSTUAK DISTANTZIA ETA BOLUMENAREN ARABERA, $/KG. 2019 2019

infografia alcance tecnológico

H2 konprimitua

H2 likidoa

Amoniakoa

Hidrogenoa eramateko likido organikoak

Iturria: BloombergNEF.

Hidrogenoaren garraio masiboa distantzia luzeetan egin behar izanez gero, hidrogenoaren eramaile likidoak (amoniakoa edota hidrogenoa eramateko likido organikoak, LOHC) etorkizun handiko alternatiba dira, izan ere, ingurumen-baldintzetan likido-egoeran egoten dira eta erregai fosilen (gasolioa eta gasolina, kasu) antzeko propietateak dituzte. Horrela, eramaile horien manipulazioa eta biltegiratzea prozesu ezagunen bitartez egin daitezke, petrolioan eta gasean oinarritutako azpiegitura erabilz eramaileen garraio masiborako.

nitrogeno-3d

H2aren likido eramaileak

Likido organikoak H2-eramailetzat erabiltzeko (Liquid Organic Hydrogen carriers, LOHC)

LOHC hautagai egokia izan daiteke hidrogenoa xurgatzeko (Hidrogenazioa) energia berriztagarria ugaria denean, baita hidrogenoa askatzeko ere (Deshidrogenazioa) energia elektrikoa sortzeko energia urria denean.

lohc-en balizko sistema hauek garatzeko, hainbat irizpide hartu behar dira kontuan:

  1. Ezaugarri fisikoak: urtze-puntua, irakite-puntua, egonkortasun termikoa, biskositatea eta lurrun-presio baxua, erraz garraiatzeko.
  2. Hidrogenazioko eta deshidrogenazioko erreakzioen arteko itzulgarritasuna
  3. H2 biltegiratzeko gaitasuna
  4. Ingurumen-ezaugarriak: behar-beharrezkoa da hidrogenazioan zein deshidrogenazioan azpiproduktu onuragarriak (ura, kasu) baino ekoizten ez dituzten LOHC sistemak garatzea.

EKARRIH2 proiektuan, H2 biltegiratzeko gaitasun handia, toxikotasun txikia, ziklagarritasuna eta abarrei buruz definitutako zehaztapenak betetzen dituzten LOHC sistemak aztertu nahi dira.

Likido ionikoak (Li), H2aren eramailetzat erabiltzeko

Likido ionikoak deskonposatu aurretik tenperatura jakin batean urtzen diren gatzak dira, oso propietate interesgarriak dituzte eta oro har katioi organiko batek eta anioi inorganiko edo organiko batek osatzen dituzte.

  • Lurrun-presiorik gabea edo lurrun-presio txikia
  • Sukoitasunik eza
  • Erresistentzia kimiko eta termiko handia
  • Askotariko konposatuak (gasak barne) disolbatzeko gaitasun handia
  • Erraz funtzionaliza daitezke

Hala ere, ia ez da LIrik erabili hidrogenoaren biltegiratzearen arloan, eta ondorioz, aukera ona izan daiteke LIen aplikazio-eremua handitzeko.

Testuinguru honetan, li-ek zenbait abantaila eskain ditzakete lohc-en aldean:

  1. Lurrun-presiorik ezak edo lurrun-presio baxuak, sukoitasunik ezarekin batera, deshidrogenazio-/hidrogenazio-prozesuari lotutako lurruntze-arazoak konpon ditzake, prozesuaren segurtasuna areagotuz.
  2. Konfigurazio egokiarekin (katioia/anioia), LIek 400ºC-tik gorako egonkortasun termikoak izan ditzakete, baita H2arekiko bateragarritasuna ere.
  3. LIen moldaerraztasunari esker, funtzionalizazio-aukera erraz eta zabalarekin batera, nahierako propietate fisiko-kimikoak eman ahal zaizkie

Hala ere, li-ek badituzte kontuan hartu beharreko desabantaila batzuk ere:
 

  1. Hidrogenoaren gaitasun grabimetrikoaren murrizketa nabarmena, normalean pisu molekular handia dutelako LOHC tradizionalen aldean
  2. LIen kostu handia, merkatuan eskuragarri dauden azken belaunaldiko LOHC sistemekin alderatuta.

Beharrak eta EKARRIH2 proiektuan hidrogenoaren eramaileetarako proposatutako berrikuntzak

BEHARRA

LOCH seguru eta eraginkorren garapena

EKARRIH2 PROIEKTUAN PROPOSATUTAKO BERRIKUNTZA

Hidrogenazio eta deshidrogenazioaren erreakzioetarako egonkortasun termiko eta kimiko nahikoa duten Li-ak garatzea, ohiko LOHCen alternatibatzat.

BEHARRA

Biltegiratzeko dentsitate handia duten fluidoak

EKARRIH2 PROIEKTUAN PROPOSATUTAKO BERRIKUNTZA

Alkoholaren eta silanoaren arteko akoplamenduaren bitartez lortutako egitura hibridoak, % 6 wt biltegiratzeko gaitasuna dutenak.

BEHARRA

Ingurumen-inpaktu txikia duten sistemak

EKARRIH2 PROIEKTUAN PROPOSATUTAKO BERRIKUNTZA

Jatorri berriztagarriko edo industria-produktuetatik lortutako abiapuntuko egiturak.

nitrogeno-3d

HIDROGENAZIO ETA DESHIDROGENAZIORAKO ERREAKTOREAK

ERREAKTORE KATALITIKOAK

Katalisiaren prozesua bi modutan gerta daiteke teknologiaren arabera:

  • Katalisi homogeneoa fase bakar batean (normalean likidoa): katalizatzailea eta erreaktiboak fase berean daudenean.
  • Katalisi heterogeneoa: hainbat fase dituzten erreakzioetarako. Normalean, katalizatzailea solidoa da, eta erreaktiboak eta produktuak gasak edo likidoak. Katalizatzaile-mota hauek eraginkorragoak dira aplikazio hauetarako egonkortasun termiko handiagoa duten neurrian, eta katalizatzailea erraz leheneratzeko aukera ematen dute.

Erreakzio katalitiko heterogeneoak dituzten eramaile likido organiko itzulgarrien kasuan, normalean fase likidoan egoten dira urtze-puntu baxua eta irakite-puntu altua izateagatik. Propietate hauei esker, eramaile-mota hauek egokienak dira garraiorako eta biltegiratzeko, eta egungo azpiegituretan erabil daitezke.

MIKROUHIN-ERREAKTOREAK

Egun, munduko laborategi gutxi batzuk frogatzen ari dira mikrouhin-plasmazko zuzi atmosferikoak egokiak direla konposatu hidrogenatuen hidrogenoa erauzteko, 10 kW-rainoko potentzia duten laborategiko iturriak erabiliz. Hala ere, hidrogenoa lortzea xede duen plasma-zuzien erabilerak hainbat hamarkadatako industria-erabilerak ditu aurrekari.

ERREAKTORE ELEKTROKIMIKOAK

Orain arte, gutxi aztertu eta praktikara eraman dira konposatu organikoen hidrogenaziorakoko (ECH) eta deshidrogenaziorako (ECDH) ibilbide elektrokimikoak, nahiz eta prozesu elektrokimikoen erabilerak hautakortasuna, segurtasuna eta ingurumenarekiko errespetua dakartzan, bestelako abantailen artean. Egoera hau aldatuz doa energia berriztagarrien integrazio gero eta handiagoaren eraginez, elektrizitatearen kostua murriztea ahalbidetzen duten neurrian. Horren harira, elektrokimikak prozesu kimikoak “ekologizatzeko” gaitasuna du, eguzki-energiaren, energia eolikoaren eta bestelako energia berriztagarrien erabilerari esker. Erreaktore elektrokimikoa bihurketarako ibilbide elektrokimikoak inplementatzeko oinarria da.

Erreaktore elektrokimiko baten funtsezko osagaiak elektrodoak dira, eta hauexetan gertatzen dira konposatu organikoen hidrogenazio eta deshidrogenazio prozesuak. Egun, konposatu organikoak hidrogenatu edo deshidrogenatzeko prozesu elektrokimikoen arloko jarduera zientifiko-tekniko gehienak balio erantsi handiko produktuen sintesira edo hondakinen balorizaziora bideratuta daude.

Aurreikusitako emaitzak

\
Likido ionikoak garatzea, hidrogenoaren eramaile likido aurreratutzat erabiltzeko.
\
Hidrogenazio eta deshidrogenazio teknologia desberdinak garatzea.
\
Teknologia horietarako funtsezko osagaiak garatzea: katalizatzaileak, elektrodoak edo mintzak.
\
Hidrogenoaren eramaile likidoen eta beste garraiobide batzuen arteko konparazioan ikertzea.

Adierazle nagusiak

3
patente-eskaera
12
argitalpen zientifiko indexatuak
1
tesi zuzenduta
11
argitalpen biltzarretan

Jarduerak

Infografía

Proiektu honen PARTZUERGOAn hainbat eragilek bat egin dugu.

EKARRIH2ren Aholku Batzordeak ASTILLEROS MURUETA, BOSLAN, LOINTEK eta SENER ditu partaide, izan ere, batzordeko kide izanik proiektuan modu aktiboan parte hartzeko interesa agertu dute.

Logo Tecnalia
CIC Energi-gune logo
cidetec-logo
Petronor logo
Tekniker logo
Logo euskal herriko unibertsitatea
Log cluster energía