Da Nang: Estudiantes crean un dispositivo de almacenamiento de hidrógeno

Un grupo de estudiantes de Da Nang utilizó materiales de hidruro metálico y técnicas de calentamiento para llevar a cabo el proceso de carga y descarga de hidrógeno, creando un dispositivo que puede almacenar más de 20 g de hidrógeno gaseoso.

La investigación fue realizada por Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam y Mai Duc Hung, del Departamento de Mecánica Automotriz, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad de Educación Técnica - Universidad de Danang desde octubre de 2023. El producto apunta a la tecnología de almacenamiento de energía de hidrógeno sólido, aplicada en sistemas de gestión de energía y transporte ecológico.

El producto consta de dos partes principales: un tanque de hidrógeno con componentes auxiliares y un sistema de control inteligente. El principio de funcionamiento del tanque se basa en la reacción entre el magnesio metálico presente en el tanque y el hidrógeno para crear el compuesto de hidruro de magnesio (MgH₂). Al calentarse a 250-350 °C, la carga de hidrógeno se produce a presiones superiores a 1 bar. Por el contrario, la liberación de hidrógeno se produce a presiones inferiores a 1 bar.

Con un sistema inteligente que incluye microcontroladores y sensores que monitorean y controlan la temperatura y la presión, se garantiza un funcionamiento eficiente y seguro del sistema durante la transición de fase del compuesto de almacenamiento de hidrógeno.

Según el líder del equipo, Vo Du Dinh, actualmente existen tres tecnologías de almacenamiento de hidrógeno: gas comprimido, gas licuado y sólido. En forma de gas comprimido, el hidrógeno se almacena en tanques de alta presión, de 350 a 700 bares (5000-10 000 psi). En forma líquida, el hidrógeno se enfría a -253 °C para alcanzar el estado líquido y luego se almacena en tanques aislados. En forma sólida, el hidrógeno se almacena en compuestos de hidruro metálico u otros materiales absorbentes como estructuras metalorgánicas (MOF), nanotubos de carbono, etc.

Según Dinh, cada método de almacenamiento presenta diferentes ventajas y desventajas. Por lo tanto, la elección de la tecnología depende del propósito de uso, como el transporte, el almacenamiento estático o las aplicaciones móviles, donde se consideran factores como el costo, el rendimiento y la seguridad.

El equipo de evaluación afirmó que los desafíos en el almacenamiento de hidrógeno requieren tecnologías complejas y de alto costo para garantizar la seguridad y la eficiencia. La falta de infraestructura de apoyo y la baja eficiencia económica son obstáculos importantes para la aplicación generalizada del hidrógeno como fuente de energía limpia.

En la investigación del equipo, los miembros buscaban crear un dispositivo para almacenar hidrógeno en estado sólido, ya que esta tecnología es segura y tiene menos probabilidades de explotar. Esta tecnología facilita el almacenamiento, ya que no requiere presiones extremadamente altas ni temperaturas extremadamente bajas, como ocurre con el almacenamiento de gas o gas licuado.

En teoría, el producto del grupo puede almacenar materiales y, tras la reacción, producirá una producción máxima de 20,74 g de hidrógeno gaseoso. Según Dinh, esta es una cifra estimada debido a las limitadas instalaciones de investigación y la falta de equipo especializado, por lo que la masa real aún no se ha determinado.

El grupo diseña tanques especializados según las normas y regulaciones vietnamitas para recipientes a presión. Si se producen problemas inesperados durante el funcionamiento del dispositivo, el sistema de calentamiento indirecto cortará todas las fuentes de calor y volverá a su estado normal para garantizar la seguridad.

El Dr. Bui Van Hung, profesor de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Educación Técnica de Da Nang, evaluó que la investigación del grupo se encuentra apenas en la etapa de encontrar materiales de almacenamiento adecuados que puedan absorber y liberar hidrógeno. El grupo también construyó un modelo de simulación de la capacidad y las condiciones para almacenar este combustible.

Evaluó que la cantidad de hidrógeno en el producto del grupo, estimada en unos 20 g, equivalente a unos 0,66 kWh, es bastante baja. Este nivel de energía es adecuado para dispositivos o experimentos pequeños, pero no suficiente para operar vehículos como automóviles o equipos industriales durante un tiempo prolongado.

Para aumentar la cantidad de hidrógeno almacenado, el Dr. Hung sugirió que el equipo buscara aleaciones o materiales que pudieran absorber más hidrógeno sin aumentar demasiado su masa. Sin embargo, algunos materiales con alta densidad de almacenamiento de hidrógeno requieren condiciones y entornos que dificultan la transición de fase entre la carga y la descarga. Añadió que, basándose en esta investigación, el equipo necesita realizar más pruebas con materiales con difícil transición de fase en un futuro próximo.

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