Proyectos
Red de cooperación para la producción de hidrógeno a partir de glicerol y su potencial aplicación como molécula líquida orgánica transportadora de hidrógeno
Resumen
Uno de los sistemas energéticos modernos que más ha llamado la atención, y que puede reemplazar el uso de combustibles fósiles, es el basado en hidrógeno. Este se presenta como un vector que facilita un futuro energético sostenible con una economía libre de carbono. Sin embargo, el uso de esta molécula en el sector energético se ve limitado por la falta de infraestructura y procesos eficientes de producción. En especial, aquellos problemas relacionados con su almacenamiento y distribución. En busca de una posible solución a este problema, en esta propuesta de investigación se plantea el uso de glicerol, un producto derivado de la biomasa, como molécula plataforma para la producción de hidrógeno verde y, en búsqueda de una aproximación sostenible para el almacenamiento de este vector energético, su potencial uso como molécula orgánica líquida transportadora de hidrógeno (LOHC, por sus siglas en inglés). Para conseguir este objetivo, se propone la conformación de la primera red de cooperación de hidrógeno en la que se involucran las Sedes de Bogotá, Palmira, Medellín, y Manizales de la Universidad Nacional de Colombia junto con investigadores nacionales de la Universidad de Medellín, Universidad Pontificia Bolivariana y Asociación Colombiana de Hidrógeno así como investigadores internacionales de la Kingston University (Inglaterra), Justus-Liebig Universitat Giessen (Alemania) y AIMPLAS (España). En esta red se postula el diseño racional de catalizadores homogéneos de rutenio basados en ligandos Carbeno N-Heterocíclico (NHC). Estos catalizadores pueden presentar la función dual de deshidrogenar el glicerol, así como la de hidrogenar los productos derivados de este proceso. Esto permitiría demostrar que el glicerol no solo actúa como fuente de hidrógeno, sino que los productos derivados podrían re-hidrogenarse para la regeneración de dicha molécula haciéndola atractiva como una molécula LOHC de una manera segura. En este sentido, en el presente proyecto se proponen las siguientes fases: i) síntesis y caracterización de catalizadores de rutenio; ii) evaluación catalítica de los complejos de rutenio en procesos de deshidrogenación de glicerol, así como su proceso inverso; iii) estudio de la generación de hidrógeno a partir de glicerol y su posterior almacenamiento en sistemas LOHC conocidos; iv) estudios mecanísticos del proceso mediante cálculos DFT; v) análisis del ciclo de vida y estudio ambiental del proceso deshidrogenación/hidrogenación para comparar el transporte de hidrógeno con los métodos convencionales; vi) heterogeneización de los mejores catalizadores para evaluar su reciclabilidad y estabilidad en el proceso; vii) simulaciones de escalado del proceso catalítico aquí planteado a nivel piloto y viii) tareas de apropiación social del conocimiento generado en este proyecto con diferentes comunidades.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria Nacional para el Establecimiento de Redes de Cooperación bajo el Marco del Modelo Intersedes 2022-2024
Modalidad:Modalidad única: Establecimiento De Redes De Cooperación Bajo El Marco Del Modelo Intersedes 2022-2024
Responsable