El hidrógeno es una de las energías ecológicas más prometedoras del futuro. Como el elemento más abundante del universo, proporciona una fuente inagotable de energía limpia que se puede convertir en electricidad mediante celdas de combustible sin desechos tóxicos ni emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, la clave para el uso generalizado del hidrógeno radica en estrategias eficientes para el almacenamiento y la entrega, especialmente cuando se usa para aplicaciones estacionarias y automotrices.
El hidrógeno se puede almacenar en forma líquida o gaseosa, ya sea para el almacenamiento a largo plazo en formaciones geológicas naturales (como cavernas de sal, cavernas de roca dura revestidas y campos agotados de petróleo y gas) o a corto plazo como gas de hidrógeno comprimido para el transporte y en -Aplicaciones a bordo en vehículos eléctricos de pila de combustible. Se prefiere el almacenamiento de líquidos porque requiere menos espacio para un nivel dado de densidad de energía.
Para lograr densidades de energía suficientes para un uso práctico, el hidrógeno debe comprimirse a niveles de alta presión. Esto se puede lograr utilizando tecnologías de compresión mecánica convencionales. como compresores alternativos, de diafragma y lineales o tecnologías no mecánicas innovadoras concebidas específicamente para el hidrógeno, como compresores criogénicos, de hidruro metálico y electroquímicos.
En el caso del almacenamiento gaseoso, es probable que el hidrógeno se mezcle con gas natural para el transporte en la infraestructura de gasoductos existente. La densidad de energía de esta solución está limitada por la capacidad de la tubería y la integridad del material, así como por las capacidades de los usuarios finales para manejar grandes volúmenes de hidrógeno. Se están realizando varios esfuerzos de investigación para determinar el rendimiento de este tipo de sistema (ver Kurz et al., 2020a y b).
Para el almacenamiento de líquidos, la mejor opción actualmente disponible es almacenar hidrógeno como un boruro de metal alcalino, como el borohidruro de níquel (NbH), que puede mantener el funcionamiento a 1000 °C con una pérdida de eficiencia de Carnot de solo el 40 %. Sin embargo, este tipo de material es vulnerable al envenenamiento por las trazas de oxígeno y agua que se encuentran en el aire ambiente a temperaturas tan altas. Además, la producción de NbH es costosa y requiere mucho tiempo.
Un enfoque más rápido y rentable es comprimir hidrógeno utilizando bombas centrífugas, una técnica que ya se usa ampliamente en aplicaciones industriales. Sin embargo, las condiciones de funcionamiento de tales bombas son muy exigentes y pueden provocar un alto grado de desgaste de los componentes de la bomba. Esto es particularmente cierto en el caso de los rotores, que están sujetos a grandes aceleraciones y vibraciones rotacionales. El daño resultante a las palas del rotor y los sellos aumenta los costos de mantenimiento y reparación, y puede comprometer la eficiencia de la bomba y, en consecuencia, la confiabilidad general del sistema.
Para abordar este problema, Southwest Research Institute (SwRI) ha desarrollado un compresor alternativo accionado por motor lineal, llamado LMRC, que está diseñado específicamente para comprimir hidrógeno para vehículos eléctricos de celda de combustible (FCEV). Esta máquina sellada herméticamente y herméticamente utiliza una combinación de soluciones desarrolladas por SwRI para proteger contra la fragilización y la decrepitación, incluidos revestimientos, diseños de válvulas y pistones herméticos. También presenta un diseño de motor lineal que reduce el consumo de energía y la cantidad de piezas móviles, lo que aumenta la eficiencia, la confiabilidad y el ciclo de vida del producto.
Fabricantes de imanes AlNiCo
