Saltar al contenido

¿Cómo se almacena el hidrogeno líquido?

marzo 17, 2022
¿Cómo se almacena el hidrogeno líquido?

Hidrógeno kwh/kg

El almacenamiento de hidrógeno es un término utilizado para cualquiera de los diversos métodos de almacenamiento de hidrógeno para su uso posterior. Estos métodos abarcan enfoques mecánicos, como altas presiones y bajas temperaturas, o compuestos químicos que liberan H2 a demanda. Aunque se producen grandes cantidades de hidrógeno, la mayor parte se consume en el lugar de producción, sobre todo para la síntesis de amoníaco. Durante muchos años, el hidrógeno se ha almacenado como gas comprimido o líquido criogénico, y se ha transportado como tal en cilindros, tubos y tanques criogénicos para su uso en la industria o como propulsor en programas espaciales. El interés por utilizar el hidrógeno para el almacenamiento de energía a bordo de vehículos de emisiones cero está motivando el desarrollo de nuevos métodos de almacenamiento, más adaptados a esta nueva aplicación. El reto principal es el bajísimo punto de ebullición del H2: hierve alrededor de 20.268 K (-252.882 °C o -423.188 °F). Alcanzar temperaturas tan bajas requiere una cantidad de energía considerable.

El hidrógeno comprimido es una forma de almacenamiento en la que el gas hidrógeno se mantiene bajo presión para aumentar la densidad de almacenamiento. El hidrógeno comprimido en depósitos de hidrógeno a 350 bares (5.000 psi) y 700 bares (10.000 psi) se utiliza para los sistemas de depósitos de hidrógeno de los vehículos, basados en la tecnología de compuestos de carbono de tipo IV[1]. Los fabricantes de automóviles han desarrollado esta solución, como Honda[2] o Nissan[3].

Presión de los depósitos de hidrógeno

El hidrógeno es un gas ultraligero que ocupa un volumen considerable en condiciones de presión estándar, es decir, la presión atmosférica. Para almacenar y transportar el hidrógeno de forma eficiente, este volumen debe reducirse considerablemente.

  ¿Qué es hidrógeno verde y para qué sirve?

Se necesita un volumen de unos 11 m3 (que es el volumen del maletero de un gran vehículo utilitario o comercial) para almacenar sólo 1 kg de hidrógeno, que es la cantidad necesaria para recorrer 100 km. Por ello, hay que aumentar su densidad mediante una de las siguientes técnicas:

Para un transporte más fácil y eficaz, el hidrógeno se almacena en tanques o botellas compuestas. Los investigadores de Air Liquide trabajan en la resistencia mecánica de los materiales que componen estas botellas a lo largo del tiempo. Realizan pruebas de fatiga acelerada mediante ciclos de llenado y permeabilidad a muy alta presión para garantizar su perfecta estanqueidad. Toda esta investigación sentará las bases científicas del comportamiento de los materiales y permitirá determinar los criterios de dimensionamiento de los depósitos. Gracias a estas investigaciones, Air Liquide es un actor decisivo en la definición de las normas de seguridad que deben establecerse para garantizar la máxima seguridad del usuario.

Densidad del hidrógeno kg/m3

El hidrógeno a temperatura atmosférica es un gas. Los gases son fluidos compresibles que pueden comprimirse para ocupar menos espacio al forzar a las moléculas a estar más cerca unas de otras. El gas hidrógeno comprimido se almacena a presiones muy elevadas para aumentar la densidad de almacenamiento. Este método se utiliza a menudo para muchas aplicaciones, por ejemplo en los coches de hidrógeno. Los coches de hidrógeno utilizan hidrógeno altamente comprimido a 700 bares, lo que equivale a una presión aproximadamente 700 veces superior a la de la atmósfera terrestre. Los depósitos de alta presión utilizados en los coches de hidrógeno suelen estar hechos de materiales compuestos ligeros y resistentes.    El hidrógeno comprimido a 700 bares puede almacenar 400 veces más moléculas de hidrógeno que el hidrógeno a presión atmosférica en el mismo espacio.

  ¿Qué es y para qué sirve el hidrógeno?

Otro método para almacenar el hidrógeno es la licuefacción. El almacenamiento del hidrógeno como líquido requiere temperaturas criogénicas. Requiere reducir su temperatura hasta -253°C.El hidrógeno líquido reduce en gran medida el espacio que ocupa el hidrógeno. Sin embargo, se necesita mucha energía para bajar la temperatura. Normalmente, este proceso consume alrededor del 30% de la energía total almacenada en el hidrógeno sólo para enfriarlo a temperaturas criogénicas. Además, se necesita energía adicional constantemente para mantener la temperatura dentro del tanque de hidrógeno líquido.El hidrógeno líquido es bueno para hacer el hidrógeno más denso sin requerir altas presiones que pueden ser peligrosas. Sin embargo, es complejo y muy poco eficiente desde el punto de vista energético. El hidrógeno líquido se utiliza para aplicaciones específicas, como el combustible para cohetes. El hidrógeno líquido puede almacenar el doble de átomos de hidrógeno por centímetro cúbico que el hidrógeno gaseoso comprimido a 700 bares.

Hidrógeno comprimido

El hidrógeno puede almacenarse como gas o como líquido. El almacenamiento de hidrógeno gaseoso suele requerir el uso de tanques de alta presión (350-700 bares o 5000-10.000 psi), mientras que el almacenamiento de hidrógeno líquido requiere temperaturas criogénicas para evitar que vuelva a hervir en forma de gas (lo que ocurre a -252,8°C). El hidrógeno también puede almacenarse en la superficie de (adsorción) o dentro de materiales sólidos (absorción).

El almacenamiento de hidrógeno plantea algunos problemas, sobre todo para los automóviles. Por ejemplo, la eficiencia de ida y vuelta del almacenamiento de gas comprimido a 350 bares es de sólo un 47%, frente a entre el 70 y el 95% de las baterías. Sin embargo, el almacenamiento de energía de hidrógeno es un área de creciente interés debido a la mayor capacidad de almacenamiento que ofrece el hidrógeno respecto a las baterías, así como a los beneficios que ofrece la generación renovable que permite el hidrógeno como combustible.

  ¿Qué coches hay de hidrógeno?

TWI cuenta con una gran experiencia en materia de hidrógeno, incluido el desarrollo de un sistema de supervisión para mejorar la seguridad de los tanques de almacenamiento de combustible de hidrógeno, y también puede obtener más información sobre las pilas de combustible de hidrógeno y sus ventajas e inconvenientes en nuestras preguntas frecuentes relacionadas.

Esta web utiliza cookies propias para su correcto funcionamiento. Al hacer clic en el botón Aceptar, acepta el uso de estas tecnologías y el procesamiento de tus datos para estos propósitos. Más información
Privacidad