Corea del Sur desarrolla un catalizador que elimina el 99% de las emisiones contaminantes de los barcos propulsados por amoniaco

Un equipo de investigadores del Instituto de Investigación Energética de Corea del Sur (KIER, por sus siglas en inglés) ha desarrollado dos catalizadores para reducir las emisiones contaminantes de los barcos propulsados por amoniaco. La tecnología permite tratar simultáneamente distintos compuestos presentes en los gases de escape y reducir los costes y las necesidades de equipamiento, dos factores que condicionan la viabilidad de este combustible como alternativa para descarbonizar el transporte marítimo.

La investigación, dirigida por la doctora Sun-Mi Hwang, del Laboratorio de Investigación de Aire Limpio del KIER, aborda uno de los principales retos ambientales asociados al uso del amoniaco como combustible naval. Aunque esta molécula no contiene carbono y su combustión no genera directamente dióxido de carbono (CO2), el proceso puede producir óxidos de nitrógeno (NOx), amoniaco sin quemar y óxido nitroso (N2O). Este último es un potente gas de efecto invernadero, con un potencial de calentamiento global aproximadamente 300 veces superior al del CO2 en un horizonte de 100 años.

La necesidad de controlar estos compuestos obliga a incorporar sistemas de tratamiento específicos que aumentan la complejidad de las instalaciones, ocupan espacio a bordo y elevan los costes de instalación y mantenimiento. Para superar estas limitaciones, el equipo surcoreano ha desarrollado un catalizador híbrido que elimina simultáneamente los óxidos de nitrógeno y el amoniaco sin quemar, junto con otro catalizador diseñado para descomponer el óxido nitroso. La combinación permite abordar los principales contaminantes señalados por los investigadores sin tener que añadir equipos independientes para cada proceso.

Un 80% menos de coste y la mitad de catalizador

El catalizador híbrido alcanza una eficiencia de eliminación cercana al 99% tanto para los óxidos de nitrógeno como para el amoniaco sin quemar, según los resultados difundidos por el KIER. Al integrar ambas funciones en una sola capa catalítica, la solución permite reducir hasta un 50% la cantidad de catalizador necesaria.

El equipo investigador también estima que su coste es al menos un 80% inferior al de las alternativas convencionales basadas en metales nobles. Además de su elevado precio, estos materiales pueden favorecer la formación no deseada de otros óxidos de nitrógeno durante el tratamiento de los gases de escape.

El segundo catalizador se centra en el óxido nitroso, una emisión especialmente relevante por su elevado impacto climático. La tecnología descompone más del 99% de este gas a 350 grados centígrados, una temperatura aproximadamente 100 grados inferior a la requerida por los catalizadores comerciales convencionales.

La reducción de la temperatura de funcionamiento constituye una de las principales ventajas del desarrollo, ya que los 350 grados se corresponden con las temperaturas reales de los gases de escape de los motores marinos. A ello se suma que el proceso no necesita agentes reductores externos, lo que simplifica la instalación y reduce los requisitos operativos.

Por el contrario, algunas de las soluciones convencionales para tratar el óxido nitroso requieren temperaturas superiores a los 450 grados y el uso de reactivos adicionales, condiciones que pueden incrementar los costes y dificultar su implantación a bordo.

El siguiente paso: validar la tecnología en motores de amoniaco

Los dos catalizadores pueden integrarse directamente en sistemas de tratamiento de gases de escape utilizados en buques diésel, según el instituto surcoreano. Esta compatibilidad podría facilitar su adaptación a los futuros barcos propulsados por amoniaco y reducir las modificaciones necesarias para incorporar la tecnología.

La reducción del espacio ocupado, del peso de los equipos y de las necesidades de mantenimiento responde a algunos de los principales requisitos de la industria naval para introducir nuevos sistemas de depuración sin penalizar la operativa de los buques.

"Nuestros catalizadores representan un avance decisivo para superar una de las principales barreras del transporte marítimo propulsado por amoniaco, al eliminar simultáneamente distintas emisiones de los gases de escape", ha señalado Hwang, responsable de la investigación.

El equipo prevé ampliar ahora la escala de los catalizadores y comprobar su funcionamiento mediante demostraciones piloto en sistemas de motores alimentados con amoniaco. Esta fase permitirá evaluar su rendimiento en condiciones de operación más próximas a las reales y avanzar en su posible comercialización.