Avances en el almacenamiento de H2 mediante nanopartículas
En el Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) de Alemania, investigadores de materiales desarrollan sistemas de almacenamiento de hidrógeno basados en hidruros de metales ligeros. Ahora han publicado un nuevo concepto con el que estos sistemas de almacenamiento de hidrógeno podrían rellenarse cinco veces más rápido a una temperatura de trabajo inferior a 180 grados.
El almacenamiento del hidrógeno es uno de los mayores retos del combustible de hidrógeno. En los vehículos de pila de combustible hasta la fecha, el hidrógeno se introduce en depósitos de gas comprimido a una presión de hasta 700 bares. Este proceso es caro y técnicamente exigente. Los investigadores de materiales del Centro Helmholtz de Geesthacht afirman ahora en un comunicado de prensa que, según los expertos en nanotecnología, una alternativa prometedora reside en los tanques de almacenamiento sólidos basados en magnesio-nitrógeno.
En el Centro Helmholtz de Geesthacht, tras estudiar durante varios años los hidruros de magnesio como medio de almacenamiento de hidrógeno, los investigadores han descubierto que éstos almacenan más hidrógeno y, por tanto, más energía que los depósitos a presión convencionales del mismo volumen. Los científicos ilustran el avance con el siguiente ejemplo: "Con cinco kilogramos de hidrógeno, un coche de pila de combustible puede recorrer unos 500 kilómetros. Para cinco kilogramos de hidrógeno, un depósito de alta presión requiere un volumen de 122 litros, mientras que un depósito basado en hidruro de magnesio sólo necesita un volumen de 46 litros".
El truco: para rellenar el depósito con hidrógeno se necesitan temperaturas elevadas, de unos 300 grados Celsius. Sin embargo, según los investigadores de materiales, aditivos como el potasio han permitido reducir esta temperatura por debajo de los 180 grados Celsius, y lo han conseguido sin restringir gravemente la capacidad de absorción de hidrógeno del sistema. Al mismo tiempo, el equipo ha encontrado la forma de acelerar drásticamente el llenado y la descarga del depósito: Por ejemplo, los científicos explican que el proceso de llenado de los hidruros a base de amida de magnesio sería de unos 30 minutos para cinco kilogramos de hidrógeno. Pero que la adición de óxido de titanato de potasio y de litio, que se muelen en diminutas nanopartículas en molinos especiales junto con el sistema magnesio-nitrógeno, la superficie de las partículas individuales se amplía lo suficiente como para permitirles aglutinar más hidrógeno. El aditivo desarrollado actúa como catalizador y acelera la carga de hidrógeno en el sistema compuesto de hidruro reactivo. Este catalizador permite que el repostaje sea cinco veces más rápido.
"Con los resultados de este estudio, estamos dando un gran paso hacia un almacenamiento competitivo", afirma el Dr. Claudio Pistidda, investigador de materiales del Centro Helmholtz de Geesthacht y coautor de la publicación actual titulada "Comportamiento cinético mejorado del Mg(NH2)2-2LiH dopado con Kmodificado-LixTiyOz nanoestructurado para el almacenamiento de hidrógeno", que acaba de publicarse en la revista Informes científicos Nature sobre el tema. En el siguiente paso, el equipo de investigación se propone ahora trabajar en la "optimización de la cinética de reacción de estos nuevos materiales con el fin de cualificarlos para su aplicación técnica en vehículos."
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