Com emmagatzemar hidrogen?
2005/09/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Un equip d'investigadors de la Universitat Pública de Navarra està dissenyant i desenvolupant materials adsorbents per a l'emmagatzematge d'hidrogen. Aquest equip d'investigadors està dirigit per Antonio Gil i Sophia Korili.
De fet, l'emmagatzematge d'hidrogen és una clau fonamental en els automòbils que utilitzin aquest element com a combustible. De fet, a més de ser inflamable, l'hidrogen és un gas molt lleuger i una quantitat molt petita ocupa un volum enorme. Per això, és molt difícil trobar la manera de portar els cotxes en un cotxe d'hidrogen suficient per a moure's.
D'altra banda, l'hidrogen és un combustible net, ja que en cremar-se només es produeix aigua. Sent tan petita la seva massa, pot aportar més energia que qualsevol altre element, a més d'energia neta. I pot substituir als derivats de combustibles fòssils com la gasolina o el gasoil. No obstant això, en la naturalesa és escassa en llibertat i no hi ha més remei que produir pels canals transversals. En general, els combustibles fòssils i l'aigua són els punts de partida habituals.
Hidrogen com a combustible
Actualment la producció d'hidrogen és bastant costosa, però tècnicament no és un problema. Fins al moment, l'hidrogen s'ha obtingut tant pel reformat catalític com per l'electròlisi de l'aigua.
El problema és que es generen en grans quantitats i que s'emmagatzemen i transporten sense perill.
En condicions normals, l'hidrogen es troba en estat gasós, per la qual cosa per a emmagatzemar una gran quantitat de gas en un petit volum és necessari augmentar la pressió. Si es vol mantenir a menor pressió, la temperatura d'emmagatzematge ha de reduir-se dràsticament. Totes dues situacions generen problemes tecnològics i de seguretat, entre altres.
Adsorció física
L'emmagatzematge d'hidrogen es pot realitzar pressuritzat, liquat, emmagatzemat com a hidrur metàl·lic i adsorbido físicament en materials adequats.
I què és l'adsorció? En la superfície d'un sòlid, les molècules d'un gas o líquid queden atrapades sense reaccions químiques. S'utilitza per a separar substàncies (tant gasos com líquids) d'una mescla o dissolució. És el mètode que s'està desenvolupant en la Universitat Pública de Navarra. En concret, utilitzen materials nanoporosos de porus d'entre 0 i 10 i 6 metres.
L'equip investigador treballa amb tres materials: carbó actiu, zeolites i argila. Tots aquests materials compleixen quatre requisits: tenen resistència mecànica, són segurs i són lleugers i econòmics.
L'emmagatzematge basat en l'adsorció física proporciona una major eficiència energètica que la resta de mètodes. No hi ha reacció química i es recupera el 100% de l'hidrogen adsorbido.
L'hidrogen passa de l'estat gasós a l'estat líquid a -253 °C. Lògicament, en estat líquid l'hidrogen és més manejable, però aquesta baixa temperatura no s'aconsegueix de qualsevol manera. Per tant, una altra opció és treballar amb nitrogen líquid. El nitrogen és líquid a -196 °C i actualment és econòmicament viable aconseguir aquesta temperatura.
En aquestes condicions i amb l'ajuda d'un material microporós es facilita l'adsorció física i s'emmagatzema l'hidrogen com si estigués gairebé en estat líquid. El procés d'alliberament d'hidrogen adsorbido físicament és ràpid, ja que es tracta de petites variacions de pressió i/o temperatura.
L'hidrogen serà el combustible del futur? A causa de la seva abundància i lleugeresa, pot ser adequada, però per a això és necessari trobar una ruta adequada i econòmica per a la seva producció i conservació.
Possible impacte de l'hidrogen
L'hidrogen pot ser substitut de les fonts energètiques actuals, segons els experts. L'ús d'aquest gas com a combustible, és a dir, l'oxidació de l'hidrogen, té una gran esperança per la generació d'aigua en aquest procés. Això significa que no es generen residus perillosos, per la qual cosa es tracta d'un combustible net per al medi ambient. Però ara hi ha científics que tenen dubtes sobre aquesta idea.
Què passaria si l'hidrogen fos la nostra principal font d'energia? En aquest cas caldria cremar molt d'hidrogen, per al que caldria adaptar completament les infraestructures. No és el mateix fer proves a petita escala, per exemple en un laboratori, que produir hidrogen en grans quantitats. La producció industrial, en definitiva, no és del tot eficient i les emissions d'hidrogen a l'atmosfera serien elevades. La determinació de les conseqüències que això comportaria no és una tasca senzilla, ja que la influència de l'hidrogen està molt influenciada per molts factors. No obstant això, els experts consideren que de l'una o l'altra manera podria causar danys al medi ambient (atmosfera, capa d'ozó, etc.).
www.ihobe.net