LA OFERTA BÁSICA

Esencialmente, en circunstancias donde el transporte de hidrógeno (H2) es un problema, con nanocatalizadores de materiales cuánticos de arquitectura atómica modificada, potenciamos soluciones para la producción y el almacenamiento de H2 en el sitio.

Los nanocatalizadores de materiales cuánticos son la oferta clave.

Los materiales cuánticos son una clase de nicho de nanomateriales, típicamente < 20 nm o 0,02 um de dimensión. Son la clase de nanomateriales más difíciles de fabricar y los más eficientes para aplicaciones industriales. Para una alta actividad catalítica, ya sea para el almacenamiento o la generación de H2, es crucial que su superficie no esté oscurecida por ligandos, impurezas y otras moléculas de protección utilizadas durante, por ejemplo, su procedimiento de síntesis.

GENERACIÓN DE HIDRÓGENO

Con ese fin, ofrecemos materiales cuánticos de arquitectura atómica de área superficial alta y libres de ligandos para aumentar la reactividad de generación de hidrógeno (H2), lo que permite una reducción de la barrera de energía de reacción para la división del agua y la capacidad de sorción nanocatalítica de H2.

ALMACENAMIENTO DE HIDRÓGENO

Aunque el hidrógeno tiene la mayor densidad energética gravimétrica de todas las sustancias conocidas (120-142 MJ/kg), no alcanza a las fuentes naturales de combustible en cuanto a densidad energética volumétrica (9 MJ/L). 

¿Cuáles son las implicaciones? 

En un escenario en el que un sistema está restringido con un límite de peso de, por ejemplo, 1 kilogramo (kg) o 2,2 libras, el hidrógeno líquido contendría una cantidad superior de energía. Sin embargo, en un escenario con un límite de volumen del depósito de 1 litro (0,22 galones), otros combustibles tienden a transportar más energía. 

La cuestión del volumen y la densidad energética es un problema que los materiales cuánticos pueden resolver, absorbiendo más H2 por unidad de volumen de nanocatalizador (en algunos casos 1000 veces su volumen en H2) y superando las limitaciones de volumen de los tanques, en su caso, por densidad energética disponible. 

Los nanocatalizadores para almacenamiento pueden, por tanto, utilizarse en bajo volumen y, en consecuencia, peso, al tiempo que almacenan más H2 para un mayor rendimiento en densidad energética por unidad de volumen, por tanque de almacenamiento.

La razón es que los materiales cuánticos tienen mayor capacidad de almacenamiento que los sistemas normales, lo que equilibra los costes a largo plazo. La cantidad de hidrógeno que puede adsorberse es prácticamente proporcional a la superficie específica de los sustratos de adsorción (es decir, los nanocatalizadores).

EN RESUMEN

Los catalizadores cuánticos potencian la generación de H2, sin necesidad de energía eléctrica, altas temperaturas o fotoactivación. Las reacciones son intrínsecamente nanocatalíticas, sustanciales y se producen a temperatura ambiente, persistiendo durante largos periodos de tiempo.

Todos los productos se suministran en forma de polvo, para su uso directo en ese estado o para la formación de gránulos. Los catalizadores cuánticos pueden procesarse posteriormente para su regeneración y reutilización, cuando sea necesario.

PURIFICACIÓN DE GAS HIDRÓGENO PARA PROCESOS BASADOS EN GAS DE SÍNTESIS

El hidrógeno (H2) puede producirse a partir de hidrocarburos o de agua, mediante una amplia gama de técnicas. Nuestro objetivo es responder a las necesidades de diversos planteamientos industriales para el desarrollo colectivo de la economía del H2 de forma sostenible.

El almacenamiento y el transporte del hidrógeno siguen siendo aspectos difíciles de superar, ya que son requisitos previos fundamentales para la realización de una economía basada en el hidrógeno. Un mecanismo de almacenamiento viable implica el uso de nanocatalizadores de gran superficie y diseño exclusivo, que cumplen el propósito multifuncional de facilitar la captación y disociación del H2, al tiempo que protegen la superficie de la corrosión.

La mayor parte del H2 que se produce actualmente es en forma de gas de síntesis, generado por la gasificación de hidrocarburos, que libera grandes cantidades de monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2). En la (nano)catálisis heterogénea, se observa que los venenos (por ejemplo, azufre, arsénico y CO) desactivan las reacciones catalizadas mediante adsorción irreversible en los sitios activos del catalizador, lo que inhibe el almacenamiento adecuado de H2.

La razón es que existe una competencia entre el veneno y el reactivo (por ejemplo, H2) por los sitios de adsorción disponibles en la superficie del (nano)catalizador. Las especies tóxicas del catalizador tienden a inhibir la adsorción disociativa de H2 en la superficie, que es el paso inicial en el proceso de absorción es el paso inicial en el proceso de absorción/desorción. Los catalizadores tienden a ser especialmente vulnerables a venenos como el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el CO, que se encuentran entre las especies 

contaminantes presentes en los combustibles de hidrocarburos utilizados para la producción de H2. El CO, por sí mismo, bloquea fuertemente la capacidad de inserción de H2, así como su eliminación para la generación de energía, de los (nano)catalizadores.

Huelga decir que un flujo de gas de H2 de alta pureza es crucial tanto para el almacenamiento de H2 como para el rendimiento de las pilas de combustible. Por lo tanto, las especies que envenenan los catalizadores deben eliminarse sustancialmente, ya que impiden estos mecanismos, incluso en concentraciones muy bajas. En el caso del CO, una especie fuertemente adsorbente, su concentración debería ser inferior a 10 ppm, para garantizar el correcto funcionamiento del sistema. 

La absorción de venenos en las superficies de los (nano)catalizadores puede utilizarse ventajosamente, mediante el diseño de materiales nanocatalíticos altamente selectivos y específicos para cada gas, para eliminar eficazmente los venenos y minimizar su acumulación competitiva aguas abajo, donde se requiere H2 puro para su almacenamiento.

Diseñamos y fabricamos diversos materiales nanocatalíticos de alto rendimiento, para llevar a cabo diversas funciones que apoyan la economía del H2, desde la producción y el almacenamiento de H2 hasta la generación de energía.

Proporcionamos nanocatalizadores altamente selectivos que pueden utilizarse para purificar el gas H2. Estos nanocatalizadores pueden utilizarse como lechos de polvo o granulados, para actuar como sorbentes para la eliminación eficaz de contaminantes como CO, CO2, H2S, SOx, mercurio, arsénico, selenio y fósforo del gas de síntesis a alta temperatura. Además, el nanocatalizador puede reciclarse para su reutilización, como medida de recuperación de costes y prolongación de la vida útil.