Científicos descubren una técnica para almacenar gases en forma sólida que permite transportar enormes cantidades de hidrógeno de manera segura reduciendo radicalmente el coste
Un grupo de investigadores de la Universidad de Deakin, en Australia, ha desarrollado un método revolucionario para separar, almacenar y transportar grandes cantidades de gas en forma sólida que reduce radicalmente su coste y no genera ningún tipo de residuos. Este invento no solo reduce el gasto energético de refinar el crudo al 90%, sino que también puede ser clave para el futuro del hidrógeno como forma de energía.
“¿Por qué es tan importante este avance? Creemos que ayudará a superar el reto clave del almacenamiento de hidrógeno, al permitirnos almacenar y transportar de forma segura enormes cantidades de hidrógeno verde en forma de sólido a una fracción del coste energético” escriben los investigadores en The Conversation. “Esto nos permitirá acelerar la adopción del hidrógeno ‘verde’, así como permitir que las refinerías de petróleo utilicen mucha, mucha menos energía, y facilitar el procesamiento de muchos otros gases”.
Los investigadores aseguran que los métodos que se utilizan tradicionalmente para refinar el petróleo en los distintos componentes que acaban llegando a los consumidores (como la gasolina) utilizan un proceso de ‘destilación criogénica’ que consume enormes cantidades de energía. Según el equipo, este prodecimiento supone el 15% del consumo energético mundial, pero su nuevo método podría reducir esa cifra hasta en un 90%.
Además, explican, es un método de almacenamiento de gases que supera con creces la capacidad de los materiales utilizados hasta el momento y que se puede usar una y otra vez sin dejar residuos. Los gases atrapados en un nanomaterial sólido pueden recuperarse mediante un sencillo proceso de calentamiento que devuelve tanto a los gases como al polvo a su estado original, lo que permite su reutilización.
Cómo funciona
Los investigadores han llamado al nuevo método ‘ball milling’ (algo así como molienda con bolas). El equipo ha introducido polvo de nitruro de boro —que, según ellos, es ideal porque es muy pequeño, pero tiene una gran superficie de absorción— dentro de una cámara que contiene pequeñas bolas de acero inoxidable y el gas o gases que se quiere separar.
La cámara va girando a velocidades cada vez mayores, haciendo que las bolas choquen con el polvo y la pared y provocando una reacción que atrapa el gas dentro del polvo. Dependiendo del gas que se introduzca, la absorción será más rápida o más lenta, lo que permite ir separando y almacenando los gases uno a uno. Una vez los gases están dentro del polvo se pueden transportar fácilmente hasta que se necesite extraerlos de nuevo. Este proceso, explican, se puede repetir con la formulación actual hasta 50 veces.
El método, aseguran los investigadores, es barato porque funciona a temperatura ambiente y no requiere temperaturas extremas que consuman demasiada energía. “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”, afirma el equipo. “Eso es aproximadamente la energía necesaria para conducir un vehículo eléctrico medio 320 kilómetros”.
El descubrimiento, descrito en un artículo publicado en la revista Materials Today, pilló a los propios investigadores por sorpresa. Srikanth Mateti, uno de los autores del estudio, asegura que tuvieron que repetir el experimento entre 20 y 30 veces antes de poder creérselo. "Nos sorprendió mucho ver que esto sucedía, pero cada vez que obteníamos exactamente el mismo resultado, era un momento eureka", explica Mateti.
Un descubrimiento clave para el futuro del transporte
Aunque este nuevo método es una buena noticia para nuestro futuro inmediato, donde los coches de gasolina todavía seguirán siendo la norma durante algunos años, lo es todavía más para el medio plazo. Su capacidad para almacenar gases como el hidrógeno puede ser clave para alimentar distintos medios de transporte como camiones o coches sin generar emisiones.
En la actualidad el hidrógeno se almacena en estado líquido —en tanques especiales a temperaturas muy bajas— o a alta presión. Ambos métodos requieren de grandes cantidades de energía y pueden necesitar de químicos peligrosos para el medioambiente.
"La comunidad científica lleva al menos medio siglo intentando encontrar un material adecuado de tipo esponja que pueda almacenar grandes cantidades de hidrógeno", afirma el investigador Ying Ian Chen, líder del estudio, en declaraciones para New Atlas. "La técnica que hemos presentado recientemente es para la parafina, pero podemos almacenar mucho más hidrógeno. No requiere mucha energía y es seguro; en condiciones normales es bastante estable y el hidrógeno no se libera a menos que se caliente a un par de cientos de grados. Así que hay una esperanza real de que esto se convierta en una tecnología práctica de almacenamiento en estado sólido, no sólo para el hidrógeno, sino para el amoníaco y otros gases combustibles".
El proceso entero de atrapar el gas y volverlo a liberar, dice Chen, consume muchas menos energía que comprimirlo. "Es difícil dar cifras exactas", afirma, "porque actualmente sólo estamos realizando experimentos a pequeña escala en comparación con el estudio de separación de gases. Pero creemos que utiliza quizá un tercio, o incluso un cuarto, de la energía que se necesita para comprimir el hidrógeno. Y eso se puede mejorar a mayor escala o optimizando las condiciones de molienda y los materiales. Estamos trabajando en la reducción de la energía necesaria para liberar el gas, y cuanto más gas se almacena, menos energía se necesita para liberarlo. Pero aún queda mucho trabajo por hacer".
Un sistema de almacenamiento así facilita enormemente el transporte del hidrógeno y su distribución. Además los investigadores piensan que puede tener potencial como combustible para coches y camiones. "También puede tener ventajas en las aplicaciones móviles", dice Chen, "que es actualmente la cuestión más difícil para la comunidad que trabaja en energía del hidrógeno. Pero si se quiere usar en un vehículo, tenemos que pensar en un tanque o contenedor adecuado, en cómo liberarlo a un ritmo y velocidad controlados, en cómo será el proceso de abastecimiento de combustible... requerirá más trabajo".
