El almacenamiento de hidrógeno, junto con su producción y la falta de infraestructura, sigue siendo un importante escollo en los esfuerzos por introducir el vector como sustituto de los combustibles basados en hidrocarburos en vehículos, camiones e incluso hogares.
Pero con las múltiples ventajas que ofrece, el desarrollo de soluciones de almacenamiento ha sido objeto de una gran cantidad de investigaciones. Ahora, un equipo de investigación dirigido por el MIT ha demostrado un método que podría permitir almacenarlo de forma económica a temperatura ambiente, según lapublicaciónen la revista Journal of Physical Chemistry Letters.
Las soluciones de almacenamiento de hidrógeno se dividen en dos tecnologías: el almacenamiento físico, en el que el gas de hidrógeno comprimido se almacena a presión o como líquido, y el almacenamiento químico, en el que se une a otro material para formar un hidruro y se libera mediante una reacción química.
Las soluciones de almacenamiento físico son tecnologías más consolidadas, pero plantean problemas importantes a la hora de utilizarlo como combustible para los vehículos. El gas comprimido debe almacenarse a alta presión, lo que requiere tanques pesados que aumentan el peso del vehículo.
Por otro lado, el hidrógeno líquido hierve a -253 °C, por lo que debe almacenarse de forma criogénica con un fuerte aislamiento y, de hecho, contiene menos hidrógeno que el mismo volumen de gasolina.
Las soluciones de almacenamiento químico que unen el hidrógeno a un material muy poroso y esponjoso, como un hidruro metálico, aunque permiten almacenarlo a presiones mucho más bajas, suelen requerir altas temperaturas para liberar su contenido, ya que la mayoría de los hidruros metálicos se unen al hidrógeno con mucha fuerza.
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Detalles de la investigación
El equipo de investigación ha demostrado que el carbón activado también puede almacenar hidrógeno en condiciones similares y puede liberar el hidrógeno simplemente liberando la presión.
Dado que permite almacenar el hidrógeno a presión atmosférica y temperatura ambiente, los tanques de almacenamiento podrían ser mucho más ligeros, baratos y seguros, lo que los haría prácticos y económicamente viables para los vehículo impulsados por hidrógeno, según los investigadores.
Para evaluar la interacción del hidrógeno con el material de almacenamiento de carbono activado, el equipo de investigación utilizó una técnica denominada dispersión inelástica de neutrones (INS).
Este método proporcionó la primera prueba de que estaba implicado un fenómeno llamado «efecto de desbordamiento» en el que, con las partículas de platino actuando como catalizador, los átomos de hidrógeno se desprenden de sus moléculas y se difunden a través del carbono, donde se unen a su superficie.
Sow-Hsin Chen, profesor emérito del Departamento de Ciencia e Ingeniería Nuclear del MIT y autor principal del artículo, afirma que este debería permitir aumentar la capacidad de almacenamiento del material de carbono activado ajustando el tamaño y las concentraciones de las partículas de platino y carbono.
Una vez que el sistema se haya ajustado para alcanzar la capacidad deseada, Chen afirma que debería ser capaz de almacenar hidrógeno a presión moderada, alrededor de 500 psi, y liberar el gas a demanda con solo liberar la presión, ya que cuando sus moléculas se descomponen en átomos por el efecto de derrame, se unen al carbón activado con mucha menos energía.
Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno, como el Mercedes-Benz F-Cell, almacenan el hidrógeno a 5.000 o 10.000 psi. El equipo también espera encontrar un catalizador que no sea tan caro como el platino.
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Redacción | Antonio Vilela
