Diversos investigadores trabajan en sistemas competitivos de almacenamiento que permitan a este gas convertirse en el sustituto del petróleo
Expertos como Jeremy Rifkin sostienen que el hidrógeno será el motor de la economía en las próximas décadas. Además de ser un elemento abundante y limpio (no emite CO2 en su utilización), es el compañero ideal de las fuentes renovables, al ser un vector que almacena y transporta la energía. Sin embargo, uno de los principales escollos que impiden por el momento su generalización es precisamente su almacenamiento. Por ello, científicos de todo el mundo trabajan con diversos materiales y sistemas que permitan salvar este problema.
En estado gaseoso, a temperatura y presión ambiente, el hidrógeno es muy voluminoso: para almacenar la misma cantidad de energía que un litro de gasolina se necesitan 3.000 litros de hidrógeno. Por ello, se suele guardar y transportar en botellas como gas a alta presión y baja temperatura (-253ºC), condiciones que requieren consumo de energía. Asimismo, su capacidad de liberación de energía le convierte en un gas muy inflamable.
En estado gaseoso, a temperatura y presión ambiente, el hidrógeno es muy voluminoso: para almacenar la misma cantidad de energía que un litro de gasolina se necesitan 3.000 litros de hidrógeno. Por ello, se suele guardar y transportar en botellas como gas a alta presión y baja temperatura (-253ºC), condiciones que requieren consumo de energía. Asimismo, su capacidad de liberación de energía le convierte en un gas muy inflamable.
Por ello, los proyectos de investigación más prometedores en la actualidad apuntan a sistemas de almacenamiento sólido. Recientemente, científicos de la Universidad estadounidense de Rice han dado a conocer sus avances en unas diminutas cápsulas de carbono, llamadas buckybolas, capaces de contener volúmenes de hidrógeno casi tan densos como los que hay en el centro de Júpiter.
Las buckybolas, descubiertas en esta universidad hace más de dos décadas, son parte de una familia de moléculas de carbono conocidas como fullerenos. Los investigadores de Rice han demostrado que se necesita una gran cantidad de presión interna para romper sus enlaces atómicos. Por ello, creen que si se logra una forma factible de producir buckybolas de hidrógeno, podría ser posible almacenarlas en forma de polvo.
Las posibilidades que ofrecen los nuevos materiales y la nanotecnología están siendo exploradas por muchos investigadores en todo el mundo. Por ejemplo, desde hace años se trabaja en aleaciones metálicas cuya estructura es muy porosa, lo que permite almacenar en sus poros el hidrógeno.
Por ejemplo, investigadores de las universidades de Newcastle y de Liverpool en el Reino Unido desarrollaban hace unos años un medio seguro de almacenar hidrógeno en materiales nanoporosos y a temperatura ambiente. En la actualidad, están tratando de imprimir el material en hojas que se puedan apilar y encerrar en un depósito.
En 2006, diversas investigaciones presentaron resultados interesantes. Por ejemplo, investigadores del National Institute of Standards and Technology en Gaithersburg (Maryland) crearon un polímero basado en etileno al que se le añadía titanio, de manera que podía almacenar un máximo de un 14 de su peso en hidrógeno. En la Universidad Técnica de Dinamarca propusieron encerrar el hidrógeno en un comprimido en forma de amoniaco, atrapado en una sal de cloruro de magnesio capaz de liberar el hidrógeno paulatinamente. Investigadores de la Universidad Estatal de Arizona idearon una solución alcalina de borohidrato al 30 para almacenar el hidrógeno de manera estable a temperatura ambiente.
Investigaciones en España
Diversos equipos de investigación españoles también trabajan en nuevos métodos para guardar el hidrógeno. El grupo de Materiales de Interés en Energías Renovables de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) investiga desde hace más de 15 años la acumulación de hidrógeno en diferentes materiales, especialmente el magnesio, al ser abundante, barato, ligero y absorber grandes cantidades de hidrogeno.
El Centro de Física de Materiales (centro mixto del CSIC y la Universidad del País Vasco), ubicado en San Sebastián, dirige una investigación internacional que utiliza nanocuernos de carbono en lugar de los tradicionales nanotubos. Agrupadas en forma una flor, estas nuevas nanoestructuras porosas permiten adsorber gran cantidad de gas y liberarlo posteriormente de forma controlada.
En la Universidad Pública de Navarra un equipo de investigadores trabaja con varias familias de materiales (carbones activados, zeolitas y arcillas apilaradas) y un sistema de almacenamiento basado en la fisisorción, cuya eficacia energética es potencialmente más elevada que otras opciones.
Impulso a los coches de hidrógeno
El sector del automóvil es uno de los principales interesados en el desarrollo de los sistemas de almacenamiento. En la actualidad se utilizan pilas de combustible, pero son caras y necesitan mucho tiempo para ser recargadas. El objetivo sería contar con depósitos especiales de hidrógeno que se rellenarían rápidamente y producirían electricidad para mover el coche.
Por ello, a pesar de que las principales marcas cuentan ya con prototipos de coches de hidrógeno, los inconvenientes a salvar son todavía muy grandes como para permitir su comercialización masiva.
En cualquier caso, el interés por extender este sistema energético en el transporte es evidente. La Comisión Europea ha propuesto que este tipo de vehículos se incluyan en la homologación europea WVTA, de manera que puedan ser comercializados en toda la UE. Asimismo, destinará 470 millones de euros a un proyecto de partenariado público-privado para el desarrollo del hidrógeno.
