Un nuevo material podría revolucionar los vehículos alimentados por hidrógeno

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Científicos descubren un nuevo material que podría tener la llave que desbloquee el potencial del hidrógeno para suministrar energía en vehículos.

Mientras el mundo mira hacia un futuro alejándose paulatinamente de coches y camiones que utilicen combustibles fósiles, se han considerado alternativas más «verdes», como son los vehículos alimentados mediante baterías eléctricas.

Otro aspecto «verde» con gran potencial, es la alimentación energética mediante hidrógeno. Sin embargo, este hecho presenta grandes dificultades como el tamaño, complejidad y precio de los sistemas de combustible — hasta ahora.

Un equipo de investigadores internacionales, liderados por el Profesor David Antonelli de la Universidad de Lancaster, han descubierto un nuevo material con base de hidruro de manganeso como solución. El nuevo material se podría emplear para crear tamices moleculares en el interior de los depósitos de combustible — los cuales almacenan hidrógeno y trabajan, junto a las células de combustible, en un sistema energético alimentado por hidrógeno.

El material, denominado KMH-1, permitiría el diseño de depósitos que sean más pequeños, baratos, más eficientes y de mayor densidad energética que la actual tecnología para dichas fuentes de energía por hidrógeno, y superando significativamente a los vehículos alimentados por baterías convencionales.

El Profesor Antonelli, Director en Química Física en la Universidad de Lancaster y quién ha estado investigando en este área por más de 15 años, señala:«El coste de manufactura para nuestro material es tan bajo, y con una densidad energética que pueda almacenar mayor cantidad que una batería de ión Litio. Podemos observar en sistemas alimentados mediante células de combustible alimentadas por hidrógeno que cuestan cinco veces menos que las baterías de ión litio tanto produciéndolo en un mayor rango de energías — permitiendo un potencial mayor para viajes entre 4 y 5 veces entre repostajes».

El material toma la ventaja del proceso químico conocido como enlace Kubas. Este proceso permite almacenar hidrógeno mediante la distancia entre los átomos comprendidos en una molécula de H2, funcionando a temperatura ambiente. Esto elimina la necesidad de romper, y volver a unir, los enlaces entre átomos, procesos que requieren de elevadas energías, extremas condiciones de temperatura y necesidad de equipos complejos para producirlo.

El material KMH-1 también absorbe y almacena cualquier energía en exceso de forma que no necesita calor o enfriamiento externo. Este aspecto es crucial ya que significa que no se necesitan equipos de enfriamiento o calefacción en el vehículo, conduciendo a sistemas con un potencial más que eficiente que los diseños existentes.

El tamiz funciona mediante la absorción de hidrógeno bajo 120 atmósferas de presión, que es inferior a un depósito de submarinismo promédio. Entonces libera el hidrógeno del depósito a la célula de fuel cuando se libera presión.

Los experimentos de los investigadores muestran que el material sería capaz de almacenar cuatro veces más hidrógeno con el mismo volumen que la tecnología actual para combustibles de hidrógeno. Este aspecto es un gran avance en la fabricación de vehículos ya que los dota de flexibilidad en el diseño de los mismos con un aumento de su valor hasta 4 veces, o permitiendo que reduzcan el tamaño de los depósitos por un factor de 4.

A pesar de que los vehículos, incluyendo coches y vehículos pesados, son los que presentan obviamente la mayor aplicación, los investigadores consideran que hay más aplicaciones para KMH-1.

«Este material se puede utilizar en aparatos portátiles como drones o en el interior de cargadores portátiles para que la gente pueda ir de camping durante mayor tiempo sin necesidad de cargar sus equipos», indica el Profesor Antonelli. «La ventaja real que presenta está en situaciones donde puedas prever que estarás lejos de la red eléctrica por un gran periodo de tiempo, como viajes con camiones de carga, drones y robótica. También se puede emplear en viviendas o barrios residenciales como célula de combustible».

La tecnología está bajo licencia por la Universidad de Wales Sur, para una gran compañía en parte perteneciente al Profesor Antonelli, llamada Kubagen.

Puede consultar la publicación completa en el siguiente enlace: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/EE/C8EE02499E#!divAbstract