Análisis comparativo de los aspectos energéticos y técnicos de los métodos de almacenamiento de hidrógeno

Abstract

El presente proyecto analiza y compara diversos métodos de almacenamiento de hidrógeno, un combustible esencial para la transición hacia una economía sostenible y descarbonizada. Se examinan aspectos energéticos y técnicos de tecnologías como el almacenamiento físico y basado en materiales, incluyendo un método experimental con pellets de mineral de hierro mediante reacciones redox. Asimismo, se contextualiza el rol del hidrógeno en los esfuerzos globales para mitigar el cambio climático y cumplir con los objetivos del Acuerdo de París. Los objetivos principales de este estudio son: 1. Evaluar diferentes métodos de almacenamiento de hidrógeno. 2. Determinar la densidad de almacenamiento de los pellets de mineral de hierro. 3. Comparar los métodos de almacenamiento según criterios energéticos y técnicos. Se abordan métodos como el almacenamiento en gas comprimido (GH2), hidrógeno líquido (LH2), adsorción en materiales específicos, hidruros metálicos, portadores orgánicos líquidos y compuestos químicos. Además, se evalúan los requisitos clave de los sistemas de almacenamiento de energía, como una elevada densidad energética, una baja o nula producción de carbono, seguridad, mínimas pérdidas de energía con el tiempo, versatilidad, disponibilidad y capacidad de ser reciclables, en respuesta con la transición de combustibles tradicionales a energía limpia. El hidrógeno se presenta como una alternativa prometedora gracias a su alta densidad de energía por masa, aunque su baja densidad volumétrica plantea importantes desafíos. El hidrógeno es el elemento más ligero de la tabla periódica muestra una alta reactividad a temperaturas elevadas. Aunque ofrece una densidad gravimétrica alta, su baja densidad volumétrica exige tecnologías avanzadas para optimizar su uso. Entre los métodos evaluados se encuentran el almacenamiento como gas comprimido (GH2), como líquido criogénico a -253 °C (LH2), en materiales adsorbentes como MOFs o carbón activado, mediante hidruros metálicos reversibles, en compuestos químicos como amoníaco, metanol o metano, y a través de portadores orgánicos líquidos (LOHCs)