Un equipo de investigadores de la Universidad de Deakin, Australia, ha logrado un avance que podría ayudar a resolver uno de los mayores obstáculos que impiden la adopción generalizada de la energía del hidrógeno: su almacenamiento y transporte seguros.
El nuevo proceso realizado por primera vez por investigadores de nanotecnología del Instituto de Materiales Fronterizos (IFM, por sus siglas en inglés), y publicado en Materials Today ofrece una forma novedosa de separar, almacenar y transportar enormes cantidades de gas de forma segura y sin residuos.
La investigación del IFM describe una forma mecanoquímica completamente diferente de separar y almacenar los gases, que utiliza una mínima fracción de la energía y no genera residuos.
En la actualidad, la transformación del crudo en gasolina y otros gases en las refinerías de petróleo depende del proceso de destilación criogénica, que consume mucha energía, que representa hasta un 15% del consumo mundial de energía. En cambio, los investigadores estiman que este nuevo método reduciría el uso de energía hasta en 90%.
El avance es tan significativo, y se aleja tanto de la sabiduría aceptada sobre la separación y el almacenamiento de gases, que el investigador principal, el Dr. Srikanth Mateti, dijo que tuvo que repetir el experimento entre 20 y 30 veces antes de creerlo. «Nos sorprendió ver que esto sucedía, pero cada vez que obteníamos exactamente el mismo resultado, era un momento eureka».
Esto ofrece un método de almacenamiento sólido de gases, como el hidrógeno, con una capacidad muy superior a la de cualquier material anterior, donde los gases absorbidos pueden recuperarse mediante un simple proceso de calentamiento que deja tanto los gases como el polvo sin cambios, lo que permite su uso inmediato o su reutilización.
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Proceso sin residuos
El ingrediente especial de este novedoso proceso es el polvo de nitruro de boro, ideal para absorber sustancias porque es muy pequeño, pero tiene una gran superficie de absorción.
En el proceso, el polvo de nitruro de boro se coloca en un molino de bolas, un tipo de trituradora que contiene pequeñas bolas de acero inoxidable en una cámara junto con los gases que hay que separar.
A medida que la cámara gira a una velocidad cada vez mayor, la colisión de las bolas con el polvo y la pared de la cámara desencadena una reacción mecanoquímica especial que hace que el gas sea absorbido por el polvo.
Según los investigadores, se puede repetir el proceso en varias etapas para separar los gases que desee, uno por uno; almacenarlos en el polvo para su transporte, y volver a separarlos en gas. Y además, el polvo de nitruro de boro puede utilizarse para llevar a cabo el mismo proceso de separación y almacenamiento de gases hasta 50 veces.
«No hay residuos, el proceso no requiere productos químicos agresivos y no crea subproductos. El nitruro de boro está clasificado como producto químico de nivel cero, algo que se considera perfectamente seguro para tener en casa, lo que significa que se puede almacenar el hidrógeno en cualquier lugar y utilizarlo siempre que se necesite», explicó Mateti.
Este proceso de absorción de gases por molienda de bolas utiliza unos 77 kilojulios por segundo para almacenar y separar 1.000 litros de gases, que es aproximadamente la energía necesaria para conducir un vehículo eléctrico medio 320 kilómetros, un 90% menos de energía que el método de destilación criogénica utilizado en las refinerías de petróleo.
«Demostramos que hay una alternativa mecanoquímica, utilizando la molienda de bolas para almacenar el gas en el nanomaterial a temperatura ambiente. No requiere altas presiones ni bajas temperaturas, por lo que ofrecería una forma mucho más barata y segura de desarrollar cosas como los vehículos impulsados por hidrógeno»
Profesor Ying Ian Chen, catedrático del IFM y líder de la investigación
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Redacción | Antonio Vilela
