El hallazgo es clave para abaratar los costos del transporte de cargas, como paso previo al uso generalizado del hidrógeno para sustituir los combustibles tradicionales.
Un equipo de investigadores surcoreano anunció el desarrollo de un material capaz de almacenar hidrógeno con el doble de densidad que su forma líquida (criogénica). Hyunchul Oh, del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST), director de esta investigación, afirmó que este nuevo material “representa un cambio de paradigma en el ámbito del almacenamiento de hidrógeno, ofreciendo una alternativa convincente a los enfoques tradicionales". Los investigadores del UNIST son los mismos que inventaron los paneles solares de silicio transparentes que permite producir energía a partir de ventanas de oficinas, departamentos y automóviles a fines de 2019.
Hasta ahora el gran problema del hidrógeno era su almacenamiento. En un tanque, en estado gaseoso, debe comprimirse a 700 atmósferas para reducir su volumen. Si se mantiene en estado líquido, debe conservarse a temperaturas criogénicas, 20 grados por encima de cero. Si se comprime en líquido sobre enfriado, es más liviano, pero ocupa un gran volumen. En cualquier caso, los procesos de compresión requieren un alto consumo de energía. Este es, precisamente, el problema viene a solucionar el descubrimiento.
La molécula de hidrógeno tiene la capacidad de ser absorbida físicamente en un material poroso a través de un proceso conocido como “fisisorción”. Aunque los materiales altamente porosos demostraron anteriormente la capacidad de almacenar una gran cantidad de hidrógeno, tienen dificultades para almacenar energía en un volumen reducido. El equipo coreano logró sintetizar borohidruro de magnesio (MgB2) nanoporoso (Mg(BH4)2), una estructura caracterizada por átomos de hidrógeno parcialmente cargados negativamente que conforman la superficie interna del nanoporo, lo que facilita la absorción de hidrógeno y nitrógeno.
Una primera opción es el uso de este almacenamiento en la aviación. También este método puede especialmente útil en el transporte marítimo o terrestre de largas distancias, donde el peso es una propiedad menos crítica y el volumen sí es más relevante. Además, por ahora es la opción más prometedora para aplicaciones de almacenamiento de energía estática, donde el hidrógeno podría funcionar de manera similar a una batería.
Aunque tanto el nitrógeno como el hidrógeno pueden ingresar a los poros, los investigadores observaron que la capacidad de absorción de gas del hidrógeno es tres veces mayor, dado que ambos ocupan diferentes sitios de adsorción. Los investigadores notaron que la elevada densidad de hidrógeno en los poros de tamaño reducido se debe a al filtrado anisotrópico de las moléculas de hidrógeno, que normalmente se presentan como esferoides muy compactos a presiones cercanas a la ambiental. El material logró almacenar un grupo de cinco moléculas de hidrógeno en una disposición tridimensional, lo que mejoró la capacidad volumétrica.
Los investigadores descubrieron que el (Mg(BH4)2) tiene la capacidad de almacenar 144 g de hidrógeno por litro de volumen de poro, en comparación con los 70,8 g/l obtenidos con el H2 líquido criogénico o. incluso, los 86 g/l logrados con el hidrógeno sólido. Al facilitar el almacenamiento a gran escala, el descubrimiento mejora significativamente la eficiencia y viabilidad económica del uso de hidrógeno como fuente de energía.
