Es posible que los investigadores en Alemania finalmente hayan resuelto un cuello de botella que ha estado deteniendo el progreso de la tecnolog\u00eda de energ\u00eda de hidr\u00f3geno durante a\u00f1os. En lugar de almacenar hidr\u00f3geno en tanques engorrosos, los investigadores han propuesto utilizar una pasta a base de magnesio que puede almacenar energ\u00eda de hidr\u00f3geno a 10 veces la densidad de una bater\u00eda de litio.<\/p>\n\n\n\n
La adopci\u00f3n de veh\u00edculos el\u00e9ctricos est\u00e1 creciendo a un ritmo vertiginoso, y parece que todos estamos muy contentos de ver finalmente esta transici\u00f3n de los combustibles f\u00f3siles. Desafortunadamente, no se puede decir lo mismo de los veh\u00edculos propulsados \u200b\u200bpor hidr\u00f3geno.<\/p>\n\n\n\n
A principios de la d\u00e9cada de 2000, muchas empresas e instituciones, especialmente en los Estados Unidos, respaldadas por la administraci\u00f3n Bush, eran muy optimistas sobre la inminente “revoluci\u00f3n del hidr\u00f3geno”. Pronto qued\u00f3 claro, despu\u00e9s de miles de millones en inversiones fallidas, que la disrupci\u00f3n del sector del transporte por parte del hidr\u00f3geno no fue tan sencilla como algunos podr\u00edan haber esperado.<\/p>\n\n\n\n
El desaf\u00edo principal es el almacenamiento de hidr\u00f3geno dentro de las limitaciones vehiculares de peso, volumen, eficiencia, seguridad y costo. Si bien el gas hidr\u00f3geno en s\u00ed es liviano (es el elemento m\u00e1s liviano del universo) y tiene una densidad de energ\u00eda fenomenal, ambas cualidades ideales que desea ver en un combustible de transporte, contener el gas requiere un almacenamiento a granel costoso.<\/p>\n\n\n\n
El peso y el volumen de los sistemas necesarios para almacenar hidr\u00f3geno son dif\u00edciles de dise\u00f1ar de manera que permitan un alcance superior a 480 km. Un tiempo de repostaje de menos de 5-10 minutos tambi\u00e9n es dif\u00edcil de lograr.<\/p>\n\n\n\n
Imagina que si un autom\u00f3vil de celda de combustible usara la presi\u00f3n atmosf\u00e9rica para almacenar el 1 kg de hidr\u00f3geno necesario para conducir 100 km, el tanque de combustible tendr\u00eda que tener un tama\u00f1o de 11 metros c\u00fabicos. Por tanto, los coches de pila de combustible actuales utilizan gas hidr\u00f3geno comprimido, comprimiendo unos 5 kg en un dep\u00f3sito reforzado con fibra de carbono de 700 bares<\/a>.<\/p>\n\n\n\n Aunque est\u00e1n hechos de fibra de carbono, estos tanques siguen siendo pesados. Si hubiera una forma de almacenar hidr\u00f3geno de manera m\u00e1s compacta, el hidr\u00f3geno podr\u00eda despegar en el espacio de transporte, quiz\u00e1s incluso superando a los veh\u00edculos el\u00e9ctricos.<\/p>\n\n\n\n Investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnolog\u00eda de Fabricaci\u00f3n y Materiales Avanzados IFAM en Dresde proponen un medio de almacenamiento alternativo para el hidr\u00f3geno.<\/p>\n\n\n\n Aunque parece un material de construcci\u00f3n pegajoso, la pasta con aspecto de lodo es de hecho un combustible de hidr\u00f3geno de alta densidad. Los investigadores combinaron magnesio e hidr\u00f3geno a alrededor de 350\u00b0C y de cinco a seis veces la presi\u00f3n atmosf\u00e9rica para formar hidruro de magnesio. Luego agregaron un \u00e9ster y una sal met\u00e1lica para formar una sustancia viscosa conocida como “Powerpaste”.<\/p>\n\n\n\n Seg\u00fan los investigadores, la pasta se puede cargar en cartuchos que se pueden reemplazar f\u00e1cil y r\u00e1pidamente para restaurar la energ\u00eda. La pasta es estable a temperaturas de hasta 250\u00b0C y puede transportar mucha m\u00e1s energ\u00eda que un tanque de hidr\u00f3geno convencional del mismo peso. Como tal, un veh\u00edculo que funciona con Powerpaste podr\u00eda esperar alcanzar una autonom\u00eda comparable, quiz\u00e1s incluso mayor, que un veh\u00edculo de gasolina.<\/p>\n\n\n\n El hidr\u00f3geno se libera del cartucho cuando la pasta se coloca en una c\u00e1mara donde reacciona con el agua a una velocidad controlada. La mitad del hidr\u00f3geno que finalmente llega a la celda de combustible proviene del agua con la que reacciona la pasta, lo que explica en parte la alta densidad energ\u00e9tica de este sistema.<\/p>\n\n\n\n “POWERPASTE, por tanto, tiene una enorme densidad de almacenamiento de energ\u00eda”, dice Marcus Vogt, investigador asociado de Fraunhofer IFAM. \u201cEs sustancialmente m\u00e1s alta que la de un tanque de alta presi\u00f3n de 700 bares. Y en comparaci\u00f3n con las bater\u00edas, tiene diez veces la densidad de almacenamiento de energ\u00eda “.<\/p>\n\n\n\n Los investigadores en Alemania prev\u00e9n el primer uso de Powerpaste como combustible para scooters el\u00e9ctricos, para los cuales los tanques de hidr\u00f3geno son totalmente impr\u00e1cticos. Del mismo modo, tambi\u00e9n podr\u00eda extender el tiempo de vuelo de los drones grandes, que podr\u00edan operar durante horas en lugar de 20 minutos seg\u00fan las limitaciones actuales.<\/p>\n\n\n\n Por supuesto, la pasta tambi\u00e9n es una opci\u00f3n atractiva para los autom\u00f3viles porque no necesita una infraestructura de hidr\u00f3geno dedicada para la recarga. En lugares que carecen de infraestructura de hidr\u00f3geno, las estaciones de recarga podr\u00edan vender cartuchos o botes de Powerpaste. Dado que la pasta es fluida y bombeable, se puede suministrar mediante una l\u00ednea de llenado est\u00e1ndar utilizando materiales baratos y f\u00e1cilmente disponibles.<\/p>\n\n\n\n Fraunhofer IFAM est\u00e1 desarrollando actualmente una planta de producci\u00f3n piloto para Powerpaste. El instituto de investigaci\u00f3n alem\u00e1n espera que el proyecto comience la producci\u00f3n en 2021, con un rendimiento estimado de cuatro toneladas de Powerpaste por a\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n