Membrana para una extracción mucho más eficiente de hidrógeno

Unos científicos han diseñado y probado una membrana de separación de gases que, gracias a su innovador material poroso, estable y fácil de producir, consigue un rendimiento casi diez veces superior al de otras membranas comerciales usadas para la purificación de hidrógeno.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Sara Izquierdo, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España, y Eva Maya, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), también dependiente del CSIC.

La demanda industrial de hidrógeno puro está en aumento, pues este elemento tiene un papel clave tanto para la transición energética como para la medioambiental. En este contexto, el método de separación de gases y purificación de hidrógeno más prometedor se basa en membranas, ya que estas “tienen requerimientos energéticos bajos, además de una simplicidad operativa y la capacidad de operar de forma continua”, explica Eva Maya.

El equipo de investigación, compuesto por una amplia mayoría de científicas, ha mejorado las membranas comerciales, basadas en polisulfona (un tipo de termoplástico) gracias a que les han añadido un componente poroso: “aprovechamos esos poros, sus huecos, para discriminar entre las moléculas del gas, dejando que solo pasen las pequeñas”, continúa la investigadora.

“La membrana debe aguantar la presión del hidrógeno al tiempo que debe tener un cierto componente elástico. Además, necesitamos que sea capaz de separar gases a la vez que permita una permeabilidad alta, es decir, un gran paso del gas que buscamos, en este caso el hidrógeno”, explica la científica. Todo esto lo han conseguido en su laboratorio: “Hemos aumentado la permeabilidad al hidrógeno más de un 800%, y además mejorado la capacidad selectiva de la membrana en torno a un 30%”, destaca Maya.

Membrana desarrollada en este trabajo que mejora el paso y la separación del hidrógeno frente a otros gases. (Foto: Ángela R. Bonachera / ICMM)

Gran potencial para la industria petroquímica

Además, el trabajo destaca, según la investigadora, por la fórmula elegida para la creación del componente poroso que se ha añadido a la membrana, desarrollado con una nueva tecnología de síntesis, denominada mecanoquímica, que consume menos energía y es mucho más sostenible. “Ahora hacemos en tres horas una síntesis que tradicionalmente dura tres días”, resalta Maya.

Aunque la adaptabilidad de este material a la escala industrial de producción está todavía pendiente, el compuesto tiene mucho potencial para la industria.

Sara Izquierdo, Eva Maya y sus colegas exponen los detalles técnicos de la nueva membrana en la revista académica Journal of Membrane Science, bajo el título “Hexamethyltruxene-based hyper-crosslinked porous polymers as fillers in polysulfone membranes for H2 separation”. (Fuente: ICMM / CSIC)