Almacenamiento de hidrógeno en estado sólido para aplicaciones móviles
Los recursos naturales solar, eólico e hidráulico son candidatos prometedores para ayudar a aliviar la dependencia de un suministro menguante de combustibles fósiles, cuya combustión se asocia cada vez más al cambio climático global. No obstante, estas formas alternativas de energía adolecen de algunos de los mismos problemas que las fuentes de energía basadas en combustibles fósiles, es decir, un suministro inconstante (variable en el tiempo) y una distribución geográfica heterogénea. El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo y podría resolver ambos problemas. Sin embargo, resulta difícil almacenarlo a temperatura ambiente con la densidad y compacidad requerida para aplicaciones móviles. Un equipo científico puso en marcha el proyecto «Fluorine substituted high-capacity hydrides for hydrogen storage at low working temperatures» (FLYHY), en el que se propone el desarrollo de materiales y procesos nuevos destinados al almacenamiento de hidrógeno en estado sólido. FLYHY trabajó en la modificación de materiales con alta capacidad de almacenamiento del hidrógeno mediante la sustitución de algunos átomos de hidrógeno por halógenos (flúor, cloro, bromo y iodo) utilizando procesos de preparación aptos para la escala comercial. El objetivo era alcanzar una densidad elevada de almacenamiento, una velocidad elevada de carga y descarga y unas temperaturas de operación compatibles con las pilas de combustible (membrana de intercambio de protones, PEM). Se investigaron varios borohidruros prometedores, incluyendo borohidruro de litio (LiBH4) y borohidruro de calcio (Ca(BH4)2). Se evaluó la sustitución de los grupos BH4- por los diversos halógenos y se caracterizaron los compuestos resultantes en función de las propiedades deseadas. Se observó la sustitución del flúor por calcio, litio y compuestos hidruros reactivos basados en sodio (RHC) y el descenso previsto en la temperatura de liberación del hidrógeno. Se prevé que la optimización de las temperaturas, las presiones y los aditivos de reacción den lugar a rutas reactivas que mantengan la elevada capacidad de almacenamiento y la estabilidad cíclica de los compuestos de origen. El análisis del ciclo vital y las comparaciones de los costes de aprovisionamiento de combustible apoyan la competitividad del almacenamiento de hidrógeno en estado sólido con tecnologías convencionales de gas comprimido o estado líquido con una salvedad. Las materias primas deben obtenerse a granel de proveedores industriales a gran escala, en lugar de al por menor, de proveedores de productos químicos finos. No obstante, es necesario analizar los efectos que generaría el contar con un grado de pureza menor. FLYHY ha realizado progresos importantes en el desarrollo de materiales para el almacenamiento de hidrógeno en estado sólido con densidades de almacenamiento, ciclos de hidrógeno rápidos y temperaturas compatibles con la integración en pilas de combustible para aplicaciones móviles y estacionarias. El potencial del hidrógeno para sustituir a los combustibles fósiles como fuente de energía segura, limpia y renovable podría estar un paso más cerca de su implementación a gran escala.
