Crédito:Pixabay/CC0 Dominio público
Hay muchos pasos entre un avance de laboratorio y una aplicación en el mundo real. Y el hidrógeno verde puede haber dado solo los primeros pasos.
El hidrógeno verde tiene mucho a su favor. Es un combustible limpio que no solo puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sino también crear una nueva industria de exportación lucrativa. Sin embargo, tiene algunos desafíos importantes que deben resolverse antes de que pueda alcanzar su máximo potencial.
Ponerle un corcho
Uno de los principales desafíos para el hidrógeno verde es el almacenamiento. Si el hidrógeno se almacenara y transportara de la misma manera que el gas natural, sería necesario enfriarlo y licuarlo. Pero mientras que el gas natural se licua a -161°C, el gas hidrógeno se licua a -253°C. Enfriar algo a esa temperatura requiere mucha energía.
"En general, el almacenamiento de hidrógeno no se entiende bien, no se escala y es potencialmente una parte muy costosa de la cadena", dice Alison Reeve, directora adjunta del Programa de Energía y Cambio Climático del Instituto Grattan.
Sin embargo, una nueva investigación de la Universidad de Deakin puede haber encontrado una solución inteligente con "molienda de bolas".
La molienda de bolas utiliza energía mecánica para impulsar reacciones químicas. El proceso es algo así:
¡Y voilá! Tienes lo que se conoce como una "reacción mecánica".
La reacción hace que los gases se adsorban en la superficie del nitruro de boro a través de enlaces químicos. En pocas palabras, la molienda de bolas puede potencialmente almacenar hidrógeno gaseoso en forma de polvo sólido, eliminando la necesidad de licuarlo.
"Este fue un descubrimiento accidental. Cuando el gas se unió al polvo, la presión dentro de la secadora cayó a cero. Revisamos la secadora en busca de fugas, pero no encontramos ninguna", dice el Dr. Srikanth Mateti, investigador principal detrás del descubrimiento.
"Repetimos el proceso 30 veces y obtuvimos los mismos resultados".
Srikanth y sus colegas publicaron un artículo de investigación sobre cómo esta técnica puede separar los gases de hidrocarburos (gas de olefina y parafina) mediante la adsorción selectiva de solo uno. Lo más emocionante es que el molino de bolas ofrece un gran ahorro de energía.
Con la tecnología actual, la industria petroquímica separa las mezclas de hidrocarburos gaseosos mediante un proceso de destilación criogénica que consume mucha energía. Este proceso representa el 15 % del consumo mundial de energía.
El proceso también consume menos energía que la licuefacción de gas hidrógeno. Esto podría resolver potencialmente un problema importante en la cadena de suministro de hidrógeno verde.
Si bien el artículo de Srikanth se centra en el uso de molinos de bolas para separar el gas de olefina y parafina, él y su equipo están trabajando actualmente en un artículo para almacenar gas de hidrógeno. El equipo de Srikanth también tiene la propiedad intelectual de la tecnología para almacenar otros gases con la técnica de molienda de bolas.
Sujeta tus caballos
El estudio anterior de la Universidad de Deakin es algo emocionante para los entusiastas de la energía verde. Desafortunadamente, el molino de bolas no es la panacea para resolver nuestros problemas de combustible.
"La investigación puede tardar mucho en pasar del laboratorio a la escala industrial", dice Alison.
"El panel solar más eficiente que puede comprar en este momento tiene un nivel de eficiencia que se logró en el laboratorio en 1985".
"Australia tiene la segunda cartera más grande de proyectos de hidrógeno anunciados. Hay muchas representaciones en 3D y sitios web, pero no hemos instalado prácticamente nada. En todo caso, estamos en el medio del grupo en términos de producción". /P>
Ay. Pero seguramente no tenemos que esperar hasta finales de la década de 2050 para ver si la molienda con bolas funcionará a escala industrial.
Según Alison, aquí es donde el gobierno puede intervenir.
Apoyo del gobierno
"El gobierno debe continuar invirtiendo en demostraciones y comercialización de I + D en etapa inicial para seguir sacando cosas del laboratorio y hacer que estén más disponibles".
La investigación y el desarrollo en etapa inicial son riesgosos, por lo que la mayoría de los inversores dudan hasta que se prueban las cosas, lo que dificulta el acceso al capital.
Sin embargo, el apoyo del gobierno puede permitir que se desarrolle la investigación hasta que se solucionen los problemas iniciales.
Los gobiernos también pueden ayudar a la industria mediante la creación de una "retirada del mercado". Después de todo, puede tener el mejor sistema de almacenamiento de hidrógeno del mundo, pero será inútil si nadie compra hidrógeno.
Un buen ejemplo de cómo el gobierno apoya la recuperación del mercado es la energía renovable.
"El gobierno australiano ha brindado mucho apoyo para la generación de energía renovable, como granjas solares o eólicas. Pero, al mismo tiempo, el gobierno federal legisló para que los minoristas de energía compren energía renovable".
"Es esta demanda la que suscribe proyectos a gran escala. Es poder ir a un banco y decir 'Tengo cinco clientes que lo comprarán a este precio durante 5 años'".
Un ejemplo aún más profético de un laboratorio rápido para comercializar una tubería son las vacunas para COVID-19.
"Los gobiernos dijeron a las compañías farmacéuticas 'consigan esta vacuna lo antes posible y compraré 5 millones de dosis'".
Entonces, si bien la investigación como la de Srikanth es vital para una industria de hidrógeno verde, no puede suceder en el vacío. Necesita el apoyo del gobierno para prosperar.
Este artículo apareció por primera vez en Particle, un sitio web de noticias científicas con sede en Scitech, Perth, Australia. Lea el artículo original. El avance en la separación y el almacenamiento de gases podría acelerar el cambio hacia el hidrógeno verde
