Investigadores australianos han encontrado una forma novedosa de separar, almacenar y transportar grandes cantidades de gas de forma segura que podría terminar siendo la pieza que faltaba en el rompecabezas del hidrógeno renovable.
El hidrógeno renovable figura enormemente en los planes de cero emisiones netas de Australia, particularmente en los sectores industriales y de transporte pesado difíciles de descarbonizar. Pero almacenar y transportar grandes cantidades de gases para aplicaciones prácticas sigue siendo un gran desafío.
Un equipo del Instituto de Materiales Fronterizos (IFM) de la Universidad de Deakin en Melbourne dice que ha encontrado una nueva forma mecanoquímica de separar y almacenar gases, que es segura, utiliza una pequeña fracción de la energía en comparación con los métodos tradicionales y genera cero residuos.
Tres décadas de trabajo
El equipo dice que el avance, detallado en la revista Materials Today , se aleja tanto de la sabiduría aceptada sobre la separación y el almacenamiento de gases que tuvo que repetirse de 20 a 30 veces antes de que pudiera creerse.
“Nos sorprendió mucho ver que esto sucediera, pero cada vez que obtuvimos exactamente el mismo resultado, fue un momento eureka”, dijo el investigador principal, Srikanth Mateti.
“No hay desperdicio, el proceso no requiere productos químicos agresivos y no genera subproductos. …Esto significa que puede almacenar hidrógeno en cualquier lugar y usarlo cuando sea necesario”.
El avance es la culminación de tres décadas de trabajo dirigido por el profesor Alfred Deakin Ying (Ian) Chen, presidente de nanotecnología de IFM, y su equipo.
Nitruro de boro, el ingrediente clave
El ingrediente clave en el avance es el polvo de nitruro de boro, que tiene la habilidad de absorber sustancias, siendo pequeño, pero con una gran cantidad de superficie. También está clasificado como un “químico de nivel 0”, algo que se considera perfectamente seguro para tener en su casa.
Los investigadores pusieron polvo de nitruro de boro en un molino de bolas, un tipo de molinillo que contiene pequeñas bolas de acero inoxidable en una cámara, junto con los gases que deben separarse.
A medida que la cámara gira a una velocidad cada vez mayor, las bolas chocan con el polvo y la pared de la cámara desencadena una reacción mecanoquímica que provoca que el gas sea absorbido por el polvo.
Un tipo de gas se absorbe más rápido, lo que lo separa de los demás y permite que se elimine fácilmente del molino. El proceso se puede repetir en varias etapas para separar los gases uno por uno.
En total, el proceso consume 76,8 KJ/s para almacenar y separar 1000 L de gases, lo que significa que utiliza al menos un 90 % menos que el proceso actual de separación de gases comúnmente utilizado en la industria petrolera.
Almacenar hidrógeno
Aún más importante, una vez que el gas se absorbe en el polvo, se puede transportar con seguridad y facilidad. Cuando se necesita el gas, el polvo puede simplemente calentarse en el vacío para liberar el gas sin cambios.
“La forma actual de almacenar hidrógeno es en un tanque de alta presión, o enfriando el gas hasta su forma líquida. Ambos requieren grandes cantidades de energía, así como procesos y productos químicos peligrosos”, dijo el profesor Chen.
“Mostramos que existe una alternativa mecanoquímica, usando molienda de bolas para almacenar gas en el nanomaterial a temperatura ambiente. No requiere alta presión ni bajas temperaturas, por lo que ofrecería una forma mucho más económica y segura de desarrollar cosas como vehículos propulsados por hidrógeno.
El próximo paso para el equipo de IFM es reunir el apoyo de la industria y ampliar el proceso a un piloto completo. Se ha presentado una solicitud de patente provisional para el proceso.
“Necesitamos validar aún más este método con la industria para desarrollar una aplicación práctica”, dijo el profesor Chen. “Para pasar esto del laboratorio a una escala industrial más grande, necesitamos verificar que este proceso sea económico, más eficiente y más rápido que los métodos tradicionales de separación y almacenamiento de gases”.
