Científicos australianos afirman haber logrado un gran avance en la separación y el almacenamiento de gases que podría reducir radicalmente el uso de energía en la industria petroquímica, al tiempo que hace que el hidrógeno sea mucho más fácil y seguro de almacenar y transportar en polvo.
Los investigadores de la Universidad de Deakin afirman haber encontrado una forma súper eficiente de atrapar y mantener mecánicamente los gases en polvo, con implicaciones industriales potencialmente enormes.
El equipo ha demostrado que la molienda de determinadas cantidades de ciertos polvos con niveles precisos de presión de ciertos gases puede desencadenar una reacción mecanoquímica que absorbe el gas en el polvo y lo almacena allí, dando lugar a lo que es esencialmente un medio de almacenamiento en estado sólido que puede mantener los gases de forma segura a temperatura ambiente hasta que se necesiten. Los gases se pueden liberar cuando sea necesario, calentando el polvo hasta un determinado punto.
Este proceso, por ejemplo, podría separar los gases de hidrocarburos del petróleo crudo utilizando menos del 10% de la energía que se necesita hoy en día.
El equipo de Deakin descubrió que su proceso de molienda de bolas podía ajustarse para separar los gases con la misma eficacia utilizando mucha menos energía. Descubrieron que los diferentes gases se absorben a diferentes intensidades de molienda, presiones de gas y períodos de tiempo. Una vez que el primer gas es absorbido por el polvo, puede ser eliminado, y el proceso puede volver a ejecutarse con un conjunto diferente de parámetros para atrapar y almacenar el siguiente gas. Asimismo, algunos gases se desprenden de los polvos a temperaturas más altas que otros, lo que ofrece una segunda forma de separar los gases si se almacenan juntos.
El proceso lleva un tiempo: algunos gases se absorbieron por completo al cabo de dos horas, mientras que otros sólo se absorbieron parcialmente al cabo de 20 horas.
El ahorro de costes, de energía y de emisiones, es un argumento extraordinario para su adopción generalizada. La energía consumida en un proceso de molienda de 20 horas es de 0,32 dólares. Se calcula que el proceso de adsorción de gas por molienda de bolas consume 76,8 KJ/s para separar 1.000 litros de mezcla de olefinas y parafinas, lo que supone dos órdenes menos que el proceso de destilación criogénica.
Incluso teniendo en cuenta la energía necesaria para calentar el polvo hasta varios cientos de grados y liberar el gas, el proceso es enormemente eficiente. Y la destilación criogénica es un proceso vital que consume mucha energía.
El caso de la separación de gases sería un gran avance por sí solo, pero al almacenar el gas de forma segura en polvo, el equipo cree que también ha descubierto una forma eficiente de almacenar y transportar el hidrógeno, que podría desempeñar un papel clave en la próxima transición energética limpia.
Actualmente, el hidrógeno puro se almacena en forma de gas o de líquido criogénico. La forma gaseosa debe almacenarse a unas 700 veces la presión atmosférica normal a nivel del mar, lo que significa que hay un considerable aporte de energía para comprimirlo, y requiere tanques de almacenamiento capaces de manejar grandes cargas de presión con seguridad. La forma líquida debe enfriarse por debajo del punto de ebullición del hidrógeno a presión atmosférica, y es necesario mantenerlo frío y a veces presurizado durante todo el tiempo que se almacene. Esto requiere aún más energía.
La técnica que han presentado es para la parafina, pero pueden almacenar mucho más hidrógeno. No requiere mucha energía y es seguro; en condiciones normales es bastante estable y el hidrógeno no se libera a menos que se caliente a un par de cientos de grados. Así que hay una esperanza real de que esto se convierta en una tecnología práctica de almacenamiento en estado sólido, no sólo para el hidrógeno, sino para el amoníaco y otros gases combustibles.
Aunque calentar el polvo hasta varios cientos de grados parece un proceso que requiere mucha energía, los investigadores afirman que el viaje de ida y vuelta del gas al polvo utiliza mucha menos energía que incluso el gas comprimido.
Con el hidrógeno almacenado de forma segura en el polvo, se puede trasladar y almacenar de forma extremadamente fácil y segura. Esto podría ser una forma muy convincente de mover cantidades a granel de hidrógeno para su exportación o distribución, ya que es más barato y más fácil de manejar que el gas o el líquido, y el equipo necesario para liberar el gas para su uso en el otro extremo será bastante simple.
Los investigadores afirman que el polvo también podría tener potencial como combustible directo para coches y camiones.
La aviación es una clase de transporte especialmente sensible al peso. El hidrógeno secuestrado en polvo podría resultar tan barato, cómodo y fácil de manejar que se convertiría en una solución obvia para el transporte de larga distancia, por ejemplo.
Está claro que este avance tiene unas implicaciones potencialmente enormes, que podrían contribuir en gran medida a la reducción del uso de la energía, a la reducción de las emisiones, a la transición energética verde e incluso a la reducción de los precios de los combustibles y los productos químicos. El equipo ha presentado solicitudes provisionales de patente, y estamos deseando saber qué es posible a medida que el método se perfeccione y se adapte a aplicaciones útiles.
Fuente:
https://ecoinventos.com/hidrogeno-en-polvo/
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