¿Cómo almacenar hidrógeno?
2005/09/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Un equipo de investigadores de la Universidad Pública de Navarra está diseñando y desarrollando materiales adsorbentes para el almacenamiento de hidrógeno. Este equipo de investigadores está dirigido por Antonio Gil y Sophia Korili.
De hecho, el almacenamiento de hidrógeno es una clave fundamental en los automóviles que utilicen este elemento como combustible. De hecho, además de ser inflamable, el hidrógeno es un gas muy ligero y una cantidad muy pequeña ocupa un volumen enorme. Por ello, es muy difícil encontrar la manera de llevar los coches en un coche de hidrógeno suficiente para moverse.
Por lo demás, el hidrógeno es un combustible limpio, ya que al quemarse sólo se produce agua. Siendo tan pequeña su masa, puede aportar más energía que cualquier otro elemento, además de energía limpia. Y puede sustituir a los derivados de combustibles fósiles como la gasolina o el gasóleo. Sin embargo, en la naturaleza es escasa en libertad y no hay más remedio que producir por los canales transversales. En general, los combustibles fósiles y el agua son los puntos de partida habituales.
Hidrógeno como combustible
Actualmente la producción de hidrógeno es bastante costosa, pero técnicamente no es un problema. Hasta el momento, el hidrógeno se ha obtenido tanto por el reformado catalítico como por la electrólisis del agua.
El problema es que se generan en grandes cantidades y que se almacenan y transportan sin peligro.
En condiciones normales, el hidrógeno se encuentra en estado gaseoso, por lo que para almacenar una gran cantidad de gas en un pequeño volumen es necesario aumentar la presión. Si se quiere mantener a menor presión, la temperatura de almacenamiento debe reducirse drásticamente. Ambas situaciones generan problemas tecnológicos y de seguridad, entre otros.
Adsorción física
El almacenamiento de hidrógeno se puede realizar presurizado, licuado, almacenado como hidruro metálico y adsorbido físicamente en materiales adecuados.
¿Y qué es la adsorción? En la superficie de un sólido, las moléculas de un gas o líquido quedan atrapadas sin reacciones químicas. Se utiliza para separar sustancias (tanto gases como líquidos) de una mezcla o disolución. Es el método que se está desarrollando en la Universidad Pública de Navarra. En concreto, utilizan materiales nanoporosos de poros de entre 0 y 10 y 6 metros.
El equipo investigador trabaja con tres materiales: carbón activo, zeolitas y arcilla. Todos estos materiales cumplen cuatro requisitos: tienen resistencia mecánica, son seguros y son ligeros y económicos.
El almacenamiento basado en la adsorción física proporciona una mayor eficiencia energética que el resto de métodos. No hay reacción química y se recupera el 100% del hidrógeno adsorbido.
El hidrógeno pasa del estado gaseoso al estado líquido a -253º C. Lógicamente, en estado líquido el hidrógeno es más manejable, pero esta baja temperatura no se alcanza de cualquier manera. Por lo tanto, otra opción es trabajar con nitrógeno líquido. El nitrógeno es líquido a -196 ºC y actualmente es económicamente viable alcanzar dicha temperatura.
En estas condiciones y con la ayuda de un material microporoso se facilita la adsorción física y se almacena el hidrógeno como si estuviera casi en estado líquido. El proceso de liberación de hidrógeno adsorbido físicamente es rápido, ya que se trata de pequeñas variaciones de presión y/o temperatura.
¿El hidrógeno será el combustible del futuro? Debido a su abundancia y ligereza, puede ser adecuada, pero para ello es necesario encontrar una ruta adecuada y económica para su producción y conservación.
Posible impacto del hidrógeno
El hidrógeno puede ser sustituto de las fuentes energéticas actuales, según los expertos. El uso de este gas como combustible, es decir, la oxidación del hidrógeno, tiene una gran esperanza por la generación de agua en este proceso. Esto significa que no se generan residuos peligrosos, por lo que se trata de un combustible limpio para el medio ambiente. Pero ahora hay científicos que tienen dudas sobre esta idea.
¿Qué pasaría si el hidrógeno fuera nuestra principal fuente de energía? En este caso habría que quemar mucho hidrógeno, para lo que habría que adaptar completamente las infraestructuras. No es lo mismo hacer pruebas a pequeña escala, por ejemplo en un laboratorio, que producir hidrógeno en grandes cantidades. La producción industrial, en definitiva, no es del todo eficiente y las emisiones de hidrógeno a la atmósfera serían elevadas. La determinación de las consecuencias que ello comportaría no es una tarea sencilla, ya que la influencia del hidrógeno está muy influenciada por muchos factores. Sin embargo, los expertos consideran que de una u otra manera podría causar daños al medio ambiente (atmósfera, capa de ozono, etc.).
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