Es una tecnología que postuló al IDeA 25. El producto a desarrollar en este proyecto consiste en un dispositivo de celdas tubulares para la síntesis de amoníaco mediante componentes electroquímicos conductores de protones (PCECs) es una tecnología avanzada diseñada para la producción de NH3 con mayor eficiencia energética en comparación con el proceso Haber-Bosch [1]. Nuestra celda está compuesta por cerámica protónica, con dimensiones de 8 cm de longitud y 0.8 cm de diámetro externo. Estas celdas se agruparan en stacks para aumentar la capacidad de producción, permitiendo satisfacer las necesidades de aplicaciones de gran escala. De la misma manera, el diseño en stacks facilita el manejo del flujo de los gases y permite una correcta gestión térmica, optimizando la eficiencia y rendimiento general del sistema. El mecanismo de funcionamiento de las PCECs involucra la oxidación del hidrógeno (H2) en el ánodo, donde se generan protones (H+) y electrones (e-). Los protones se transportan a través del electrolito cerámico, mientras que los electrones se conducen externamente hacia el cátodo. En el cátodo, el nitrógeno (N2) se reduce utilizando los protones y electrones, resultando en la formación de amoniaco (NH3). El electrolito cerámico es clave para el transporte eficiente de protones, asegurando un flujo continuo para la reacción. El dispositivo opera en condiciones de temperatura moderada para mantener la conductividad protónica sin comprometer la estabilidad de los materiales. Los gases reactivos, como N2 e H2, deben ser de alta pureza para evitar la contaminación y degradación de los electrodos. Además, el entorno de operación debe estar libre de contaminantes como azufre y cloro, que pueden reducir la eficiencia de la celda. Para la implementación en la industria, se proponen tres estrategias. Primero, desarrollar sistemas modulares escalables que permitan adaptar la producción de amoniaco a las necesidades específicas de cada industria. Segundo, diseñar dispositivos que se integren con las soluciones industriales existentes sin requerir grandes modificaciones. Tercero, capacitar a técnicos e ingenieros en la transición hacia estas tecnologías, facilitando su adopción a gran escala.

Qué problema resuelve esta capacidad

El principal problema que resuelve (o uno de los principales) es la alta demanda energética y el gran impacto ambiental de la producción industrial de amoníaco mediante el proceso Haber-Bosch, que es el método predominante en la actualidad.

Cuáles son las ventajas competitivas de esta capacidad

El valor agregado de las PCECs radica en su capacidad para producir NH3 de manera sostenible utilizando energía renovable, reduciendo las emisiones de CO2 y los costos energéticos. Su diseño modular permite la producción descentralizada, reduciendo los costes de transporte y almacenamiento, son escalables y se adaptan a diversas necesidades proporcionando flexibilidad y accesibilidad.

Qué más deberías saber sobre esta capacidad

TRL 3