Un catalizador surcoreano elimina el 99% de las emisiones de los barcos de amoníaco y reduce a la mitad el material necesario

Un problema de tres contaminantes

El amoníaco se presenta como una alternativa para descarbonizar el transporte marítimo porque su combustión no emite CO2, pero el proceso no está exento de emisiones nocivas. Según los investigadores del KIER, la combustión del amoníaco puede producir óxidos de nitrógeno (NOx), amoníaco sin quemar y óxido nitroso (N2O).

El óxido nitroso es un gas de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global unas 300 veces superior al del CO2 en un horizonte de 100 años. La necesidad de controlar estos compuestos obliga a instalar sistemas de tratamiento específicos que aumentan la complejidad técnica, ocupan espacio a bordo y elevan los costes, tanto de instalación como de mantenimiento.

Hasta ahora, cada contaminante requería un equipo dedicado, lo que encarecía la operativa y limitaba la viabilidad del amoníaco como combustible naval. El KIER afirma que su desarrollo integra las funciones de depuración en una sola capa catalítica, lo que reduce a la mitad la cantidad de catalizador necesaria y, según sus estimaciones, abarata el coste al menos un 80% frente a las alternativas convencionales basadas en metales nobles.

Un catalizador híbrido para NOx y amoníaco, y otro para N2O

El equipo del Laboratorio de Investigación de Aire Limpio, dirigido por la doctora Sun-Mi Hwang, ha desarrollado un catalizador híbrido que elimina simultáneamente los óxidos de nitrógeno y el amoníaco sin quemar, con una eficiencia cercana al 99% para ambos compuestos. Esta doble función evita tener que añadir equipos independientes para cada proceso.

El segundo catalizador se centra en el óxido nitroso. Consigue descomponer más del 99% de este gas a 350 grados centígrados, una temperatura que, según el instituto, coincide con la de los gases de escape reales de los motores marinos. Los catalizadores comerciales convencionales necesitan superar los 450 grados y, además, requieren agentes reductores externos, lo que complica la instalación y eleva los requisitos operativos.

La reducción de la temperatura de funcionamiento es una de las principales ventajas del desarrollo, ya que permite operar en condiciones más próximas a las reales de los buques. Además, el proceso no necesita reactivos adicionales, lo que simplifica el sistema y reduce los costes de mantenimiento.

Compatibilidad con motores diésel existentes y próximos pasos

El instituto surcoreano asegura que los dos catalizadores pueden integrarse directamente en los sistemas de tratamiento de gases de escape utilizados actualmente en buques diésel. Esta compatibilidad facilitaría la adaptación de la tecnología a los futuros barcos propulsados por amoníaco, sin requerir grandes modificaciones en los motores.

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

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

"Nuestros catalizadores representan un avance decisivo para superar una de las principales barreras del transporte marítimo propulsado por amoníaco, al eliminar simultáneamente distintas emisiones de los gases de escape", ha señalado la doctora Hwang, responsable de la investigación. El amoníaco renovable, fácil de almacenar y transportar a gran escala, se perfila como un vector energético clave en la descarbonización del sector naval.