ULTIMOS AVANCES EN LAS INVESTIGACIONES ASEGURAN QUE PODRIAN ESTIMULAR EL USO DEL HIDROGENO COMO FUENTE DE ENERGIA RENOVABLE

Científicos han desarrollado un método sencillo y eficaz para almacenar, transportar y liberar hidrógeno, potencialmente a gran escala, mediante el uso de la energía solar para unir y separar los átomos de hidrógeno a un compuesto del benceno. Investigadores de la Universidad McGill de Canadá, tienen la esperanza de que este descubrimiento pueda servir para obtener energía segura y a bajo costo.

El hidrógeno tiene una elevada energía por unidad de masa, pero una baja energía por unidad de volumen. La alta densidad de energía por unidad de masa es lo que hace que el hidrógeno sea un portador de energía interesante. Sin embargo, su baja densidad de energía volumétrica, en condiciones ambiente, hace que sea difícil almacenar grandes cantidades de hidrógeno en espacios pequeños. Además, los intentos anteriores para almacenar átomos de hidrógeno requerían temperaturas muy altas. Para soslayar este problema, el hidrógeno se almacena menudo a altas presiones pero este método tiene, obviamente, sus inconvenientes.

El nuevo método de almacenaje de hidrógeno, obtenido en la investigación, demuestra que se puede almacenar hidrógeno en grandes cantidades integrándolo en moléculas ligeras y baratas de hidrocarburos. Los investigadores demostraron que se pueden agregar seis átomos de hidrógeno al benceno (C6H6) en un proceso de “hidrogenación” formando Ciclohexano (C6H12) que sirve como transportador de hidrógeno. En el proceso inverso el ciclohexano es “deshidrogenado” liberando los seis átomos de hidrógeno que se pueden usar en los sistemas de almacenamiento de energía u otros. El proceso atrapa los átomos de hidrógeno en el ciclohexano y usa la energía solar para liberar estos átomos, transformando las moléculas de ciclohexano en moléculas de benceno.

Este método de almacenar hidrógeno no es nuevo, pero debido a que el proceso de “des hidrogenación” requiere una gran cantidad de energía, hasta ahora siempre se precisaban altas temperaturas para liberar el hidrógeno y esto no era válido en aplicaciones prácticas. Ahora han demostrado que la energía solar puede utilizarse para la des hidrogenación a temperaturas ambiente. El uso de energía solar evita el uso de altas temperaturas para liberar los átomos de hidrógeno.

Este proceso utiliza nano partículas de platino como foto catalizadores. Después de absorber los fotones incidentes, las nano partículas de platino donan, temporalmente, sus electrones foto excitados a las moléculas del cicloexano rompiendo los enlaces del carbono-hidrógeno y liberando los átomos de hidrógeno sin necesitar altas temperaturas. Las pruebas han demostrado que este proceso de des hidrogenación es muy rápido (unos segundos) y convierte el 99% del cicloexano en benceno con un buen rendimiento (6% de hidrógeno por fotón consumido), lo que compite con los mas eficaces procesos actuales de división de las moléculas de agua por energía solar, sin consumir energía eléctrica.

Para comenzar el proceso de hidrogenación los investigadores solo tuvieron que retirar la fuente de luz para que los átomos de hidrógeno volvieran a integrarse en el benceno. Utilizando este sistema el 97% del benceno puede convertirse en cicloexano y el ciclo puede repetirse.

Los investigadores opinan que este sistema es muy útil para almacenar la energía producida por fuentes estacionales, por ejemplo, la energía producida por turbinas eólicas u otras fuentes alternativas, más que su utilización en vehículos por el hecho de que se precisa luz solar para liberar el hidrógeno.

Las aplicaciones pueden incluir el almacenamiento y transporte del hidrógeno generado por otras fuentes como la separación de las moléculas de agua por electrolisis utilizando energías renovables.

La universidad McGill ha registrado una patente provisional de esta tecnología  y en el futuro los científicos tienen un plan para mejorar el almacenamiento del hidrógeno reduciendo la cantidad de platino requerido para la fotocatalización y desarrollar otras alternativas menos caras.

Las siguientes investigaciones se centraran en desarrollar un catalizador más barato y más abundante, como el hierro, así como incrementar la eficiencia del actual proceso.

Para más información sobre este tema: http://phys.org/news/2015-06-simple-hydrogen-storage-solution-powered.html#jCp

(*) Fuente: The HVAC&R Industry. The weekly eNewsletter from ASHRAE