El hidrógeno es un combustible excelente por su gran cantidad de energía por masa, pero su almacenamiento a largo plazo es difícil y costoso, lo que podría cambiar gracias al trabajo de los investigadores de la ETH Zurich de Suiza, quienes han descubierto una forma de almacenar hidrógeno en recipientes normales con paredes de acero durante meses sin que se pierda en la atmósfera, utilizando hierro.
El equipo de investigadores dirigido por Wendelin Stark, catedrático de Materiales Funcionales de la ETH de Zúrich, dio con este método basándose en el proceso de producción de hidrógeno con hierro y vapor, inventado por primera vez en 1784, según el comunicado.
El excedente de energía solar se utiliza para dividir el agua y producir hidrógeno en verano, que luego se introduce en reactores de acero inoxidable llenos de mineral de hierro a 400 °C. El hidrógeno extrae el oxígeno del óxido de hierro, de modo que en el reactor quedan hierro y agua, listos para almacenar sin gastar mucha energía.
El vapor se introduce en el reactor para recuperar el hidrógeno almacenado cuando sea necesario; entonces puede convertirse en electricidad o calor con bastante facilidad. La solución de almacenamiento es especialmente adecuada en lugares como Suiza, donde la energía solar es abundante en verano y escasa en invierno.
El uso de este método tiene otras ventajas:
- El mineral de hierro utilizado en los reactores es barato, abundante y no requiere procesamiento;
- Los reactores son de acero inoxidable;
- El proceso de carga se realiza a presión ambiente, sin necesidad de tanques de alta presión (350-700 bares) para almacenar hidrógeno gaseoso.
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Más datos de la tecnología
El equipo de investigación puso a prueba su tecnología en el campus Hönggerberg de la ETH, utilizando tres reactores de acero inoxidable, y cada uno de ellos de una capacidad de 1,4 metros cúbicos, que se llenan con 2 a 3 toneladas de mineral de hierro.
La planta de pruebas puede almacenar unos 10 megavatios hora de hidrógeno durante periodos prolongados, y eso producirá entre 4 y 6 megavatios hora de energía eléctrica, una cantidad suficiente para abastecer a entre tres y cinco hogares suizos en invierno.
El proyecto piloto está previsto que crezca hasta 2026, y el equipo pretende cubrir una quinta parte de las necesidades de electricidad invernal del campus utilizando la energía solar de los meses de verano.
Según el documento de investigación del equipo, utilizar este sistema para una sola vivienda es actualmente más caro que alimentarla con electricidad de la red. Si se amplía a 100 hogares, el costo de la energía casi se equipara al de la red, y se estima que solo será más barato a medida que el sistema se amplíe.
Los investigadores señalan que ampliar la capacidad de almacenamiento solo significa añadir más reactores, con el material de procesamiento cumpliendo su función de ciclo de carga-descarga durante años, antes de que sea necesario sustituirlo.
Para abastecer de energía a toda Suiza durante los meses de invierno, el equipo calcula que se necesitarían entre 15 y 20 TWh de hidrógeno verde al año, y unos 10.000.000 de metros cúbicos de mineral de hierro (o el 2% de lo que producen las minas de hierro de Australia).
También se necesitarán unos 10.000 reactores, cada uno capaz de almacenar 1 GWh, lo que equivale a una superficie de terreno de aproximadamente 1 metro cuadrado por habitante de Suiza.
