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BIOMASA De este modo, la principal ventaja y contribución de la electrólisis de biomasa y moléculas orgánicas vs. a la electrólisis de agua radica en el menor potencial termodinámico de la reacción de electro-oxidación de las moléculas orgánicas frente a la del agua. Esto se traduce en unos menores potenciales eléctricos de trabajo, para el caso de la electrólisis de biomasa, en comparación con la electrólisis de agua, y con ello, un considerable descenso en el consumo energético requerido para la producción de H2. De este modo se han reportado en bibliografía valores de consumo energético para la electrólisis de diversas moléculas orgánicas como el bioetanol, comprendidos entre 25-35 kW/kg H2, muy por debajo de los requeridos en electrolizadores comerciales de agua, típicamente situados en el intervalo 50-60 kWh/kgH2. Por todo ello la electrólisis de biomasa se postula como una técnica de extraordinario interés para producir hidrógeno de elevada pureza, de forma eficiente y limpia, a partir de la valorización electrocatalítica de corrientes y residuos de origen renovable (bioalcoholes y otros tipos de compuestos orgánicos residuales) empleando energía eléctrica que podría también tener origen renovable. Es importante señalar también que este tipo de sistemas no genera corrientes gaseosas de carbono (CO, CO2), ya que los productos de electro-oxidación son corrientes orgánicas líquidas (e.j. ácido acético, acetaldehído, acetatos para el caso del etanol), que son fácilmente separables de la corriente H2 producida. De este modo el carbono se encuentra directamente capturado en forma química en las corrientes líquidas obtenidas, que adicionalmente pueden tener cierto interés comercial, dependiendo de la naturaleza de la materia prima empleada. En el caso típico de bioalcoholes, suelen obtenerse moléculas como ácido acético, acetaldehído, ácido fórmico, que tras ser separadas pueden ser adicionalmente comercializadas. El grupo de Investigación del Departamento de Ingeniería Química de Castilla-La Mancha ha desarrollado en los últimos años materiales y catalizadores activos, basados en Pd y Ni, que permiten alcanzar elevadas velocidades de producción de Hidrógeno, a partir de distintos tipos de corrientes residuales, por ejemplo procedentes de la industria alcoholera y de biorefinería. El desarrollo de materiales, que cada vez sean más activos y de menor coste económico es fundamental para aumentar la competitividad de este proceso. Para ello se emplean diferentes técnicas de preparación y caracterización de los catalizadores, con objeto de maximizar su actividad y estabilidad electrocatalítica, así como nuevos diseños del reactor electroquímico, empleando diferentes membranas. El estudio de las condiciones de operación del sistema es también un hecho de gran importancia para optimizar el funcionamiento del reactor, minimizando el coste energético eléctrico para producir el hidrógeno. De este modo el hidrógeno producido podría ser empleado como vector energético y ser directamente valorizado energéticamente dentro de la propia planta para el autoabastecimiento energético eléctrico mediante una celda de combustible. También podría ser empleado como corriente de proceso en caso de que fuera necesario (por ejemplo en procesos asociados en biorefinerías) y/o finalmente podría ser directamente comercializado aportando un beneficio económico adicional a la planta. Todo ello permitiría implementar el concepto de economía circular dentro del propio proceso, tal y como se muestra en la figura 2, mediante la valorización con energía renovable de sub-productos y residuos generados en forma de hidrógeno �� Figura 1. Figura 2. energética XXI · 194 · MAR20 65


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