L’hidrogen com a vector d’energia neta

En un món que busca alternatives sostenibles per afrontar la crisi climàtica, l’hidrogen emergeix com un dels candidats més prometedors per substituir els combustibles fòssils. L’hidrogen és l’element més abundant a l’univers i té un enorme potencial com a vector d’energia neta per emmagatzemar i transportar energia produïda per mitjans renovables i sostenibles, com l’energia eòlica i solar. Quan s’utilitza, ja sigui en cel·les de combustible per produir electricitat o en processos industrials, la seva única emissió és aigua, cosa que el converteix en una alternativa ideal per reduir la petjada de carboni. No obstant això, la producció i utilització eficient de l’hidrogen presenten desafiaments tècnics i econòmics significatius, que requereixen una recerca i desenvolupament intensius.

El Laboratori d’Hidrogen de la UPC: Un Centre d’Excel·lència

En aquest context, el Laboratori d’Hidrogen de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC Hydrogen Lab) juga un paper crucial en la promoció de la recerca i desenvolupament de tecnologies d’hidrogen per a un futur més net. El Living Lab d’hidrogen, que genera dades reals sobre la producció d’hidrogen verd mitjançant la seva planta pilot a la UPC, situada al Campus Diagonal-Besòs, és una de les infraestructures capdavanteres a Europa dedicades al desenvolupament de noves tecnologies basades en l’hidrogen. Aquestes instal·lacions tenen com a objectiu proporcionar suport tècnic i dur a terme proves de durabilitat per a la indústria, alhora que actuen com un aparador de les últimes innovacions tecnològiques en l’àmbit de l’hidrogen, tant per al sector empresarial com acadèmic. 

El laboratori, que ocupa un espai de 340 m², està equipat amb una planta pilot que permet la producció local, sostenible i modular d’hidrogen i electricitat. Aquesta planta està instal·lada al terrat de l’edifici C del Campus Diagonal-Besòs, cosa que permet al laboratori operar la seva pròpia microxarxa per optimitzar el consum i la producció d’energia.

Inicialment, la planta pot generar més de 13 kW de potència elèctrica màxima a partir de 24 plaques solars, 5 kW per a la microxarxa a través de piles de combustible i una producció diària de 6 kg d’hidrogen, amb una capacitat d’emmagatzematge de 17 kg a una pressió de 300 bars. En el futur, es preveu ampliar aquesta capacitat fins a 40 kW de potència elèctrica màxima, 10 kW per a la microxarxa i una producció diària de 40 kg d’hidrogen, amb una capacitat d’emmagatzematge de 34 kg a 300 bars.

El laboratori compta amb equipaments avançats, que inclou quatre estacions de proves per a equips de petita escala (en l’ordre dels watts), quatre estacions per a equips de mida mitjana (fins a 1 kW), quatre estacions per a equips mitjans/grans (fins a 10 kW cadascuna) i una cambra ambiental de 3×3 m² dissenyada per provar sistemes en condicions extremes, amb temperatures que van des de -40°C fins a 85°C i una potència màxima de fins a 100 kW.

Aquesta infraestructura singular ha estat possible gràcies a un ajut concedit pel Departament de Recerca i Universitats de Generalitat de Catalunya, que ha finançat el 50% del pressupost subvencionable de la planta pilot, valorat en més de dos milions d’euros.

La creació d’aquest laboratori i planta pilot, únics a l’Estat, s’emmarca en un context de creixent interès per les tecnologies d’hidrogen, especialment per a la descarbonització de la indústria i el transport. En els darrers anys, la UPC ha aconseguit al voltant de sis milions d’euros de finançament per a projectes relacionats amb l’hidrogen. A més, l’any 2022 es va crear el Centre Específic de Recerca de l’Hidrogen (CER-H2), que agrupa més de 40 investigadors d’onze grups de recerca diferents en aquest àmbit.

Entre els projectes més innovadors que es desenvolupen a través del CER-H2, destaquen aquells centrats en el desenvolupament de nous sistemes d’emmagatzematge d’hidrogen líquid, la seva transformació en combustibles líquids sintètics per a l’aviació o la creació de catalitzadors bimetàl·lics per a la producció d’hidrogen verd i blau.

A més, el laboratori dissenya piles de combustible d’hidrogen per a vehicles elèctrics híbrids (per a convertir l’hidrogen en electricitat sense combustió, obrint la porta a vehicles elèctrics d’hidrogen amb zero emissions) i sistemes intel·ligents de combustió d’hidrogen per descarbonitzar sectors industrials com la fabricació de vidre, la indústria cimentera, la siderúrgia i la ceràmica. El laboratori també explora l’ús de l’hidrogen com a producte químic en la fabricació d’amoníac, amb l’objectiu de produir-lo de manera sostenible mitjançant hidrogen verd, evitant així les emissions contaminants associades a l’hidrogen gris, que es produeix a partir de gas natural.

Aquestes iniciatives reflecteixen el compromís de la UPC amb la transició cap a una economia més sostenible, basada en l’hidrogen com a font d’energia neta. L’impacte d’aquesta recerca no es limita només a l’àmbit acadèmic, sinó que també té implicacions significatives per a la indústria i la societat en general, contribuint a la descarbonització i al desenvolupament d’una economia baixa en carboni. Amb aquestes instal·lacions, la UPC es posiciona com un actor clau en el desenvolupament de l’ecosistema d’hidrogen verd al sud d’Europa.

Els serveis que ofereix el laboratori estan ja disponibles i es poden trobar en aquest enllaç.

ATTILA HUSAR, investigador en el Centre Específic de Recerca de l’Hidrogen (CER-H2) de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC).