Investigadores desarrollan sistemas de almacenamiento de hidrógeno utilizando nanopartículas

Recientemente 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.

Almacenar hidrógeno es uno de los mayores desafíos del combustible de hidrógeno. En los vehículos con celdas de combustible hasta la fecha, el hidrógeno se llena en tanques de gas comprimido de hasta 700 bares.  

Este proceso es costoso y técnicamente exigente. Los investigadores de materiales del Helmholtz Center Geesthacht ahora afirman en un comunicado de prensa que, según los expertos en nanotecnología, una alternativa prometedora radica en los tanques de almacenamiento sólidos a base de nitrógeno de magnesio. 

En el Helmholtz Center Geesthacht, después de analizar los hidruros de magnesio como medios de almacenamiento de hidrógeno durante varios años, los investigadores descubrieron que estos almacenaban más hidrógeno y, por lo tanto, más energía que los tanques de presión convencionales del mismo volumen.  

Los científicos ilustran el desarrollo con el siguiente ejemplo: “Con cinco kilogramos de hidrógeno, un automóvil con celda de combustible puede recorrer unos 500 kilómetros. Para cinco kilogramos de hidrógeno, un tanque de alta presión requiere un volumen de 122 litros, mientras que un tanque basado en hidruro de magnesio requiere un volumen de solo 46 litros”. 

El problema se requieren altas temperaturas de alrededor de 300 grados centígrados para rellenar el tanque con hidrógeno. Sin embargo, según los investigadores de materiales, los aditivos, como el potasio, han permitido reducir esta temperatura a menos de 180 grados centígrados, y han logrado hacerlo sin restringir severamente la capacidad de absorción de hidrógeno del sistema.

Al mismo tiempo, el equipo ha encontrado una manera de acelerar drásticamente el llenado y la descarga del tanque: por ejemplo, los científicos explican que el proceso de abastecimiento de combustible para hidruros a base de amida de magnesio sería de aproximadamente 30 minutos por cinco kilogramos de hidrógeno. Pero que la adición de óxido de titanato de potasio y litio, que se muelen en pequeñas nanopartículas en molinos especiales junto con el sistema de nitrógeno y magnesio, El área de la superficie de las partículas individuales está suficientemente ampliada para permitirles unir más hidrógeno.

El aditivo desarrollado actúa como un catalizador y acelera la carga de hidrógeno en el sistema compuesto de hidruro reactivo. Este catalizador permite que el reabastecimiento de combustible proceda cinco veces más rápido.  

"Con los resultados de este estudio, estamos dando un gran paso hacia el almacenamiento competitivo", dice el Dr. Claudio Pistidda, investigador de materiales en el Helmholtz Center Geesthacht y coautor de la publicación actual titulada 'Comportamiento cinético mejorado del Mg (NH2) 2 -2LiH dopado con Kmodified-LixTiyOz nanoestructurado para el almacenamiento de hidrógeno', en inglés ‘Improved kinetic behaviour of Mg(NH2)2-2LiH doped with nanostructured Kmodified-LixTiyOz for hydrogen storage’  que ahora se ha publicado en la revista Nature Scientific Reports sobre el tema.  

En el siguiente paso, el equipo de investigación ahora tiene la intención de trabajar en "optimizar la cinética de reacción de estos nuevos materiales para calificarlos para la aplicación técnica en vehículos". 

Noticia de: Electrive / Traducción libre del inglés por World Energy Trade

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