NITRO-D-CELL tiene como objetivo principal generar la primera tecnología de celdas electrolíticas industrialmente viable para la generación de hidrógeno o energía directa utilizando derivados nitrogenados como portador de hidrógeno. La hipótesis científica de NITRO-D-CELL es el resultado de un amplio estudio del estado actual de la tecnología en los combustibles basados en agua y urea, así como una cuidadosa y novedosa una propuesta para superar los retos actuales de estos sistemas. La hipótesis científica ha superado teóricamente y mostrado en resultados experimentales preliminares, la viabilidad, los problemas de eficiencia y coste de las celdas electrolíticas de agua y urea, gracias al uso de derivados ricos en nitrógeno. Nuestro enfoque consiste en el uso de estos derivados combinado con nuevos electrodos de material nanoestructurado basados en elementos metálicos de bajo coste.
El consorcio decidió abordar los problemas asociados a la electrólisis de la urea, debido al gran problema medioambiental que los combustibles fósiles generan. Inicialmente se hipotetizó que gran parte de los problemas asociados a la electrólisis de la urea venían por incapacidad del ánodo de romper de manera eficiente éste compuesto en sus elementos más simples, lo que terminaba en el bloqueo del sitio activo, ineficiencias y sobre voltaje. Estos trabajos previos llevaron a pensar que podía ser debido a la electronegatividad del oxígeno de la molécula de urea. A través de la utilización de compuestos nitrogenados ricos en hidrógeno, como los subproductos de la orina, residuos industriales y aguas residuales, se podían mantener las ventajas de la urea como el bajo coste sintético, estabilidad, transportabilidad y el estado sólido, pero con menores valores de electronegatividad.
Los primeros resultados teóricos y experimentales preliminares son muy prometedores para que la tecnología NITRO-D-CELL sea una alternativa real en la generación de hidrógeno sostenible. Sin embargo, con el fin de conseguir el primer electrolizador basado en derivados nitrogenados industrialmente viable, se necesitará adquirir nuevos conocimientos que permitan conceptualizar los diferentes componentes del sistema, comenzando en la investigación básica a muy pequeña escala, poniendo a punto las mejores condiciones y materiales de los electrodos antes de pasar al objetivo final del proyecto, la generación de una celda electrolítica de un tamaño, capacidad y en un ambiente básico. Todo esto se aborda mediante el desarrollo de 6 aportaciones científicas fundamentales, teóricamente identificas por los trabajos conjuntos de GFM/IMDEA, que se enumeran a continuación:
- Uso de derivados ricos en nitrógeno basados en electrolitos eficientes.
- Utilización de estos derivados para electrolisis a pH básico o neutro y a distintas temperaturas.
- Nuevos electrodos fabricados sobre aleaciones metálicas de bajo coste para la electro-oxidación de derivados ricos en nitrógeno.
- Mejora de los electrodos soportados sobre materiales semiconductores.
- Integración de todos los componentes en una arquitectura de celda que permita la optimización del proceso.
La verificación experimental de estas aportaciones constituye los objetivos específicos de este proyecto de alto componente de Investigación industrial (de la idea, a la verificación experimental).