Sistema de almacenamiento de hidrógeno para vehículos

Un grupo de ingenieros de la Universidad de Purdue en los Estados Unidos, han desarrollado una parte importante de un sistema de almacenamiento de hidrógeno para coches que hace posible llenar un depósito de combustible de un vehículo en poco menos de cinco minutos, con el hidrógeno suficiente como para conducir durante 480 kilómetros.

El sistema utiliza un polvo fino llamado hidruro metálico que absorbe el gas de hidrógeno. Los ingenieros han conseguido desarrollar el sistema del intercambiador de calor, el refrigerante que circula a través de los tubos y el dispersador que elimina el calor generado cuando el hidrógeno es absorbido por el polvo.

El intercambiador de calor es fundamental debido a que el sistema deja de absorber el hidrógeno de manera eficaz si se sobrecalienta, según comentaba el profesor de ingeniería química Issam Mudawar, que lidera la investigación. El hidruro produce una enorme cantidad de calor, se necesitaría un mínimo de 40 minutos para llenar un tanque sin refrigeración, lo cual sería totalmente impracticable.

Los ingenieros prevén un sistema que permita a los conductores llenar su coche con hidrógeno en unos pocos minutos. El hidrógeno además, podría ser utilizado para alimentar una pila de combustible y así generar electricidad para conducir un vehículo mediante un motor eléctrico.

La investigación está financiada por la General Motors Corp. y dirigida por los ingenieros de GM Darsh Kumar, Michael Herrmann y Abbas Nazri, basado en el Sistema de Hidrógeno del Laboratorio de Purdue. El pasado mes de febrero, el equipo de investigación solicitó tres patentes provisionales relacionadas con esta tecnología.

La idea es tener un sistema que llene el tanque y, al mismo tiempo que utilice los conectores y los accesorios del suministro de refrigeración para extraer el calor de forma eficiente. Esto presenta un desafío de ingeniería, el problema residía en que nunca se había diseñado este tipo de intercambiador de calor antes, es todo un nuevo desarrollo tecnológico diseñado desde cero.

El hidruro de metal se encuentra en los compartimentos de almacenamiento en el interior del “tanque de presión”. Se bombea el gas de hidrógeno en el depósito a alta presión y es absorbido por el polvo. Este proceso es reversible, es decir, el gas de hidrógeno puede ser liberado del hidruro metálico disminuyendo la presión en los tanques de almacenamiento. Por otro lado, el intercambiador de calor está preparado para funcionar adecuadamente en el interior del tanque a presión para el almacenaje del hidrógeno. Debido a las limitaciones referentes al espacio, es esencial que el intercambiador de calor ocupe el menor volumen para maximizar el espacio para el almacenamiento de hidrógeno.

Los refrigerantes convencionales en la automoción fluyen a través de un tubo en forma de “U” que pasan a lo largo del compartimiento de presión y calor. El nuevo intercambiador de calor, está formado principalmente de aluminio, conteniendo una red de delgadas aletas que ofrecen una refrigeración eficiente entre el hidruro metálico y el refrigerante.

Este acontecimiento allana el camino para la práctica a bordo de sistemas de almacenamiento de hidrógeno, los cuales pueden ser cargados varias veces de la misma forma que un depósito de gasolina convencional hoy día. Con los nuevos y mejores hidruros metálicos desarrollados por el equipo de investigación, el intercambiador de calor diseñado proporcionará una solución adecuada a la industria automovilística.

Más información: Purdue University