Almacenamiento de hidrógeno
El almacenamiento de hidrógeno es un término utilizado para cualquiera de varios métodos para almacenar hidrógeno para su uso posterior. Estos métodos abarcan enfoques mecánicos como altas presiones y bajas temperaturas, o compuestos químicos que liberan H 2 según se requiera. Si bien se producen grandes cantidades de hidrógeno, se consume principalmente en el sitio de producción, especialmente para la síntesis de amoníaco . Durante muchos años, el hidrógeno se ha almacenado como gas comprimido o criogénico .líquido, y transportado como tal en cilindros, tubos y tanques criogénicos para uso en la industria o como propulsor en programas espaciales. El interés por utilizar hidrógeno para el almacenamiento de energía a bordo en vehículos de cero emisiones está motivando el desarrollo de nuevos métodos de almacenamiento, más adaptados a esta nueva aplicación. El desafío principal es el punto de ebullición muy bajo del H 2 : hierve alrededor de 20,268 K (−252,882 °C o −423,188 °F). Alcanzar temperaturas tan bajas requiere una energía significativa.
El hidrógeno comprimido es una forma de almacenamiento en la que el hidrógeno gaseoso se mantiene bajo presión para aumentar la densidad de almacenamiento. El hidrógeno comprimido en tanques de hidrógeno a 350 bar (5000 psi) y 700 bar (10 000 psi) se utiliza para sistemas de tanques de hidrógeno en vehículos, basados en tecnología de compuestos de carbono tipo IV. [1] Los fabricantes de automóviles han estado desarrollando esta solución, como Honda [2] o Nissan. [3]
Depósitos de hidrógeno líquido para automóviles, produciendo por ejemplo el BMW Hydrogen 7 . Japón tiene un sitio de almacenamiento de hidrógeno líquido (LH2) en el puerto de Kobe. [4] El hidrógeno se licua al reducir su temperatura a -253 °C, similar al gas natural licuado (GNL) que se almacena a -162 °C. Se puede lograr una pérdida de eficiencia potencial de solo el 12,79 %, o 4,26 kW⋅h/kg de 33,3 kW⋅h/kg. [5]
El almacenamiento de productos químicos podría ofrecer un alto rendimiento de almacenamiento debido a las altas densidades de almacenamiento. Por ejemplo, el hidrógeno supercrítico a 30 °C y 500 bar solo tiene una densidad de 15,0 mol/L mientras que el metanol tiene una densidad de 49,5 mol H 2 /L metanol y el dimetiléter saturado a 30 °C y 7 bar tiene una densidad de 42,1 mol H 2 /L dimetil éter.
La regeneración del material de almacenamiento es problemática. Se ha investigado un gran número de sistemas de almacenamiento de productos químicos. La liberación de H2 puede ser inducida por reacciones de hidrólisis o reacciones de deshidrogenación catalizadas . Los compuestos de almacenamiento ilustrativos son los hidrocarburos, los hidruros de boro , el amoníaco y el alano , etc. [7] Un enfoque químico muy prometedor es el almacenamiento electroquímico de hidrógeno, ya que la liberación de hidrógeno puede controlarse mediante la electricidad aplicada. [8] La mayoría de los materiales enumerados a continuación se pueden usar directamente para el almacenamiento electroquímico de hidrógeno.
Como se mostró anteriormente, los nanomateriales ofrecen ventajas para los sistemas de almacenamiento de hidrógeno. Los nanomateriales ofrecen una alternativa que supera las dos principales barreras de los materiales a granel, la tasa de sorción y la temperatura de liberación.
