El almacenamiento de hidrógeno se ha convertido en una de los retos del avance de este importante sector energético. Su baja densidad es un inconveniente y el reto de los ingenieros de energía.
Los métodos más utilizados para el almacenamiento del hidrógeno son:
✅ Líquido en tanques a baja temperatura.
✅ Gas comprimido a alta presión.
✅ Hidrógeno adsorbido en materiales con una gran área superficial específica.
✅ Infraestructuras de gas
✅ Absorbido en espacios intersticiales en un metal anfitrión.
✅ Cavernas salinas o yacimientos de gas
🌐 Hidrógeno líquido en tanques a baja temperatura
En estado líquido el hidrógeno ocupa 700 veces menos volumen que a temperatura ambiente y a presión atmosférica, pero se necesita extraer calor, para alcanzar los 20,15 K que necesita el hidrógeno para cambiar de estado. Para lograr esta disminución de temperatura se necesita utilizar alrededor de un 40% de la capacidad energética del hidrógeno almacenado (necesito un 40% de energía extra para efectuar la conversión).
El hidrógeno líquido se almacena a una temperatura muy baja y a una presión atmosférica muy baja para mantenerlo en estado líquido. La temperatura de almacenamiento del hidrógeno líquido es de -253°C, lo que requiere un aislamiento térmico muy eficiente para evitar la pérdida de energía térmica y la evaporación del hidrógeno líquido.
El hidrógeno líquido se almacena en tanques criogénicos especialmente diseñados para mantener el hidrógeno en su estado líquido a una presión de vapor baja. Los tanques criogénicos están aislados térmicamente para reducir la pérdida de energía térmica. El hidrógeno líquido se suministra a través de una línea de suministro criogénica que también está aislada térmicamente para evitar la evaporación del hidrógeno líquido.
La principal ventaja del almacenamiento de hidrógeno líquido es que el hidrógeno líquido tiene una densidad de energía muy alta en comparación con el hidrógeno gaseoso. Esto significa que se puede almacenar una mayor cantidad de hidrógeno en un espacio más pequeño utilizando hidrógeno líquido. Sin embargo, el almacenamiento de hidrógeno líquido requiere un equipo especializado para mantener el hidrógeno líquido a la temperatura y presión adecuadas, lo que puede hacer que el almacenamiento de hidrógeno líquido sea costoso.
🌐 El almacenamiento de hidrógeno gaseoso
Es la opción preferida para almacenar el hidrógeno, especialmente en el sector automotriz. El motivo es su rápida capacidad de reabastecer un vehículo en una estación de servicio. El rango de presión al que se comprime el gas es entre 300 N/m2 hasta 700 N/m2 a temperatura ambiente.
La compresión se puede efectuar mediante dos técnicas:
✅ Compresión adiabática: el proceso ocurre sin intercambio de calor entre el gas y el medio que lo rodea.
✅ Compresión isotérmica: la temperatura permanece constante durante el proceso, pero debe considerarse el uso de ventilación externa para mantener la temperatura.
🌐 Almacenamiento en materiales
El mecanismo de adsorción física el hidrógeno se almacena solo en la superficie del material sólido. Es un proceso completamente reversible. En otras palabras, el hidrógeno puede ser adsorbido o liberado desde la superficie sin ninguna perdida en varias oportunidades.
Los nanotubos de carbono almacenan el hidrógeno por medio de este proceso y puede operar a temperatura ambiente. Sin embargo, aún es necesario un mayor desarrollo de la tecnología.
🌐 Almacenamiento en infraestructuras de gas
Existen abundantes infraestructuras para el almacenamiento de combustibles en estado gaseoso. La ingeniería ha evolucionado con nuevos materiales y sistemas de control. Estos han logrado unos niveles de seguridad y eficiencia muy altos. En España hay numerosas instalaciones de este tipo.
El hidrógeno tiene sus singularidades. Por ese motivo, es preciso adaptar este tipo de instalaciones a las propiedades físicas y químicas de este vector enérgetico.
🌐 Almacenamiento de hidrógeno mediante hidrocarburos metálicos
Los hidruros metálicos son combinaciones de hidrógeno formando enlaces químicos con ciertos metales o compuestos. Se obtienen enfriando la mezcla metálica e introduciendo el hidrógeno a presión.
En este proceso la reacción es reversible. Se calienta el hidruro, se disminuye la presión y el hidrógeno es liberado.
🌐 Depósito en yacimientos y cavernas salinas
Este tipo de almacenamiento es adecuado para el almacenamiento de hidrógeno a gran escala y por periodos largos de tiempo. Requiere detallados estudios ambientales y un intenso control para mantener las medidas de seguridad.
Para almacenar hidrógeno en una cueva es necesario que tenga ciertas características geológicas y estructurales. Sus propiedades deben permitir el almacenamiento seguro y eficiente del hidrógeno. Algunas de las condiciones necesarias son las siguientes:
✅ Presión adecuada: la cueva salina debe tener la capacidad de mantener una presión constante en su interior para evitar la fuga de hidrógeno y mantener la integridad de la estructura.
✅ Permeabilidad baja: la cueva salina debe tener una permeabilidad baja para evitar la fuga de hidrógeno y la contaminación del medio ambiente.
✅ Volumen suficiente: la cueva salina debe tener un volumen suficiente para permitir el almacenamiento a gran escala del hidrógeno.
✅ Estabilidad estructural: la cueva salina debe ser estable estructuralmente para evitar colapsos y otros riesgos para la seguridad.
✅ Aislamiento natural: la cueva salina debe tener una buena capacidad natural de aislamiento para evitar la pérdida de hidrógeno debido a la temperatura exterior y a otros factores ambientales.
Empresas relacionadas con el almacenamiento de hidrógeno
Dentro de la cadena de valor del hidrógeno, el almacenamiento es una parte importante. Por ese motivo, existen numerosas empresas que están reforzando su posición en el sector, y otras nuevas que están aprovechando las nuevas tecnologías para posicionarse.
Depósitos de hidrógeno
Un ejemplo de empresa destacada en el almacenamiento de hidrógeno en tanques es Lapesa. Participa en varios de los proyectos europeos relacionados con el desarrollo de sistemas para el almacenamiento del hidrógeno. Ofrecen depósitos para almacenamiento de hidrógeno comprimido en hidrogeneras. Tienen un caso de exito en el proyecto H2PORTS en el puerto de Valencia. Su objetivo es dar soluciones eficientes para una rápida evolución en el cambio desde los combustibles fósiles a combustibles con cero emisiones.
Inspección en instalaciones de hidrógeno
La Entidad Nacional de Acreditación (ENAC) ha concedido la acreditación a SCI Servicios de Control e Inspección para inspeccionar instalaciones de almacenamiento y suministro de hidrógeno en fase gas para su utilización como carburante de vehículos a motor. Se trata de la primera entidad acreditada para realizar esta actividad en España.
Otros cursos de formación especializada
Nuestros cursos técnicos son frecuentes en los plan de formación de las empresas lideres en energía, que están desarrollando actualmente diversos proyectos relacionados con la cadena de valor del hidrógeno. Tenemos cursos distintos y todos son bonificables por Fundae.
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Siempre ha trabajado en ingeniería de aguas y energía en grandes empresas como FCC y ACS. Actualmente, lidera el equipo de TECPA y disfruta con la docencia de contenidos innovadores.
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