BIOH2

BIOH2 propone un sistema biológico verde de generación de H2, utilizando como sustrato la materia orgánica de las aguas residuales.
Descripción

BIOH2 propone un sistema de generación de H2, hidrógeno verde biológico, utilizando como sustrato la materia orgánica de las aguas residuales. Este sistema se plantea como una solución económica y modular que permite valorizar las aguas residuales de la industria, especialmente si contienen una alta concentración de azúcares en sus efluentes, como es el caso de la industria alimentaria.

Para conseguirlo, se proponen tres líneas de trabajo:

  • Selección del lecho biológico
  • La optimización del proceso de producción de hidrógeno
  • Almacenamiento y control del hidrógeno.

BIOH2 se dividió en dos fases, en las que se analizó la producción de H2 biológico a distintas escalas de trabajo, evaluando también la posible influencia en el proceso de una ruta enzimática.

Objetivos

El proyecto tiene como objetivo el desarrollo inicial de una tecnología para generar hidrógeno a partir de las aguas residuales de la industria agroalimentaria. El objetivo de esta tecnología es conseguir que este vector energético sea utilizado para el autoabastecimiento energético la industria, reduciendo así sus costes y huella de carbono. 

Este proceso, además de mejorar la biodegradabilidad, evita la necesidad de comprimir y transportar el hidrógeno a altas presiones, lo que a su vez reduce significativamente la huella de carbono y otras emisiones.

La idea es que este sistema pueda funcionar de forma autónoma y con un mantenimiento mínimo, lo que hace que la tecnología digital 4.0 sea fundamental para su ejecución adecuada.

En este sentido, los objetivos abordados en la fase 1 fueron:

  • Seleccionar las cepas bacterianas para la producción biológica de H2 verde.
  • Estudiar el proceso de fermentación oscura
  • Monitorizar la producción y distribución del gas.
  • Analizar el efecto sobre la depuración posterior de efluentes industriales.
  • Digitalizar el sistema y desarrollar el sistema de control.

Considerando los resultados alcanzados en Fase 1 y la experiencia adquirida durante su ejecución, los objetivos concretos que se plantean para la Fase 2 fueron:

  • Explorar y analizar la ruta enzimática en la producción de hidrógeno en un biorreactor a pequeña escala.
  • Realizar un nuevo pilotaje del proceso para adquirir los nuevos conocimientos sobre la base tecnológica de la generación de hidrógeno biológico mediante vía fermentativa, en condiciones de escala mayor a laboratorio. 
  • Optimizar los parámetros de trabajo maximizando la producción de hidrógeno en cantidad y riqueza.
  • Diseñar un sistema autónomo energéticamente mediante la aplicación de energías renovables y habilitadores digitales.
  • Sistema de monitorización en tiempo real y control remoto de la planta, capaz de incluir un sistema para la autogestión del consumo de energía en base al diseño de autonomía energética.
  • Incrementar de los niveles de compresión del sistema de gas.
Resultados

El proyecto ha logrado crear un sistema preliminar, económico y modular capaz de generar hidrógeno verde biológico a partir de agua residual industrial.

Adquirir el conocimiento técnico de esta tecnología, estudiado desde el origen en laboratorio hasta pruebas a mayor escala, ha permitido que el sistema se pueda optimizar hasta alcanzar una pureza del hidrógeno obtenido superior al 70%. De manera similar, se ha logrado la especialización y selección bacteriana, lo que permite mayores rendimientos de producción de hidrógeno.

Desde el punto de vista económico, se han reducido los costes de operación y de inversión del proceso. El tiempo de retención hidráulico (TRH) es notablemente inferior al requerido en procesos de digestión anaerobia, lo que permite que el tamaño de los biodigestores sea menor y se reduzcan notablemente los costes asociados.

La gran ventaja de este sistema, además de la valorización de un residuo (agua residual) a un recurso valioso (Hidrógeno verde), es el agua de salida tras el tratamiento. Se ha logrado optimizar el agua tras el tratamiento para obtener un agua más fácilmente biodegradable, perfecta para generar metano en una etapa posterior o producir una mayor cantidad de hidrógeno mediante otros procesos biológicos, aumentando así la producción de energía.

Además de perfeccionar el proceso de la tecnología también se ha trabajado en la digitalización de los equipos fabricados. Se ha logrado la monitorización e incorporar un sistema de control remoto a través de una aplicación online para revisar el proceso de autogestión de consumo.

Periodo de ejecución

Fase I: Diciembre 2021 – Agosto 2022 (AEI-010500-2021b-174)

Fase II: Septiembre 2022 – Abril 2023 (AEI-010500-2022b-165) 

Partners

Este proyecto es posible gracias a la colaboración entre DAB biotecnología, Rivi Technical Group, Ingeobras (Inngen.io) y el cluster aragonés del agua, Zinane. 

DAB RIVI Zinnae
Más información

Este proyecto de innovación disruptiva pretende impulsar la búsqueda de una nueva fuente de producción de energía a partir de aguas residuales. 

Subvenciones

Este proyecto ha recibido una ayuda en forma de subvención regulada por el programa de apoyo a Agrupaciones Empresariales Innovadoras (AEIs) del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo. Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia – Financiado por la Unión Europea – NextGenerationEU.

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