Desarrolla Cideteq sistema de compresión electroquímica de hidrógeno
Por Israel Pérez Valencia
Santiago de Querétaro, Querétaro. 15 de julio de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- En el Laboratorio Nacional de Micro y Nanofluídica del Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica (Cideteq), se trabaja en propuestas de compresión del elemento por vías electroquímicas.
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el investigador Abraham Ulises Chávez Ramírez explicó que el Cideteq abre la investigación en tecnologías del hidrógeno en México, para avanzar hacia la economía del hidrógeno, un modelo económico alternativo a la energía basada en combustibles fósiles.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Hacia dónde están dirigidas las tecnologías de compresión del hidrógeno en la actualidad?
Abraham Ulises Chávez Ramírez (AUCR): Actualmente existen tecnologías convencionales que se utilizan para compresión que requieren mayor consumo energético que el que puede generar el hidrógeno que se va a comprimir; nosotros en Cideteq estamos incursionando en la compresión del hidrógeno por vías electroquímicas, que es uno de los procesos más eficientes que existen a través de las plataformas que hemos manejado de celdas de combustible y electrolizadores por membrana.
Abraham Ulises Chávez Ramírez.Eso es lo que nos ha puesto nuevamente en el mapa internacional, porque hemos detectado que son pocos los grupos de investigación internacionales que se dedican a este tipo de compresión a nivel mundial, como el Instituto Kurchatov y el Instituto de Ingeniería de Moscú, Rusia; con ellos hemos colaborado en proyectos de este tipo. El otro grupo que también está trabajando en ello, que va bastante avanzado, es una empresa holandesa con participación alemana que, a través de este mecanismo de compresión por vía electroquímica, ya tiene un prototipo de niveles de compresión bastante considerables.
AIC: ¿Por qué es importante profundizar en estas líneas de investigación respecto a la compresión de hidrógeno?
AUCR: Desde hace unas décadas se acuñó el término de economía del hidrógeno, es un modelo económico alternativo a la energía de los combustibles fósiles; sin embargo, el despunte de esta iniciativa no se ha dado principalmente por ese eslabón que platicaba, se tiene una infraestructura para generarlo y otra para utilizarlo, pero entre la generación y el uso existe esa parte de cómo se va a capturar y a comprimir para que sea eficiente desde el punto de vista energético. Dentro de esta cadena, las metodologías actualmente utilizadas, que son la compresión mecánica, la licuefacción del hidrógeno, la captura por hidruros metálicos, requieren más energía para comprimirlo.
Al hidrógeno se le denomina el vector energético por excelencia, esto quiere decir que tiene una alta densidad energética por masa; sin embargo, tiene una baja densidad por volumen. Un kilogramo de hidrógeno a temperatura y a presión ambiente ocupa un espacio de 14 metros cúbicos, entonces el objetivo es reducirlo a un espacio menor, logrando niveles de presión que actualmente la industria automotriz está fijando y que es la más interesada en que estas tecnologías de compresión se realicen y que sean más eficientes, que requieran menos energía.
AIC: ¿A qué se debe el interés de la industria automotriz respecto al hidrógeno?
AUCR: Cada marca automotriz tiene un prototipo que funciona con hidrógeno, lo que utilizan ellos para almacenar este hidrógeno son tanques de hidruros metálicos que tienen un peso aproximado de 100 kilogramos; sin embargo, dentro de las arenas que tienen sus hidruros solamente pueden captar tres por ciento y un kilogramo de hidrógeno puede proporcionar, o puede convertirse, en 100 kilómetros en un prototipo.
Existen coches con capacidad de 300 a 500 kilómetros con una carga de hidrógeno; no obstante, los niveles de presión que se requieren están alrededor de las cinco mil libras; el problema sigue siendo eso, las altas presiones requieren sistemas que puedan comprimir.
AIC: En ese sentido, ¿qué ventajas ofrece el proyecto desarrollado en Cideteq?
AUCR: El estándar de la industria automotriz son cinco mil libras de presión con las tecnologías convencionales. Con esta tecnología electroquímica la empresa de la que hablaba logra presiones de hasta seis mil libras. El prototipo está en etapa de prueba y precomercialización, eso nos da un panorama muy positivo para trabajar un prototipo de mil libras y posteriormente escalarla, y con esto cumplir las demandas que la industria automotriz requiere, aunque hay que aclarar que no está limitado a esa industria.
AIC: ¿Qué otras industrias se pueden ver beneficiadas con esta tecnología?
AUCR: El hidrógeno es una materia prima para muchos procesos químicos, petroquímicos e industriales, que se extrae en 95 por ciento a través del reformado del gas natural; entonces si se puede generar hidrógeno a través de un proceso limpio renovable, como sería por vías electroquímicas, estaríamos surtiendo hidrógeno renovable a las mismas industrias, la calidad del producto sería la misma.
Además este tipo de compresión es un sistema de purificación, debido al proceso de las reacciones de óxido nosotros podemos hacer pasar únicamente hidrógeno y almacenarlo. Actualmente tenemos contacto con una industria del norte del país que en sus procesos de producción de cloro-sosa libera al ambiente hidrógeno prácticamente limpio. Con ellos estamos trabajando un proyecto para capturar ese hidrógeno que se libera, comprimirlo y almacenarlo, se trata de materia prima que se obtiene de un subproducto que en su inicio estaba desperdiciado, ahora va a ser un producto y una ganancia.
Esa es la aplicación prácticamente inmediata, pero no es la limitante. Existen investigaciones en la república y en el mundo sobre sistemas biológicos para el tratamiento de aguas que en su proceso también liberan hidrógeno. El número de aplicaciones crece y ahí lo que hace falta es divulgar esta tecnología para que diferentes sectores sepan que hay nuevas maneras de que ese hidrógeno se pueda limpiar, comprimir y utilizar.
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Dr. Abraham Ulises Chávez Ramírez |
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