¿Podría su granja funcionar de forma segura con hidrógeno?

26 de mayo de 2023 4 minutos de lectura

El hidrógeno es la palabra de moda en los círculos de energía ahora.

Puede hacerlo mediante la electrolisis del agua y, si la electricidad utilizada proviene de fuentes renovables, es efectivamente libre de emisiones. Cuando utiliza hidrógeno en una celda de combustible para generar electricidad o alimentar un vehículo, nada sale del tubo de escape excepto vapor de agua.

Entonces, ¿por qué no lo estamos usando ya? Bueno, hay algunos desafíos técnicos que superar, como el almacenamiento y el transporte.

Al igual que el gas natural, el hidrógeno debe almacenarse en tanques de alta presión o licuarse y almacenarse en tanques criogénicos. Y, como el gas natural, el hidrógeno puede explotar. Si bien el hidrógeno es administrado de manera segura por profesionales capacitados en un entorno industrial, puede haber preocupaciones sobre el uso de grandes cantidades de hidrógeno en entornos urbanos.

Investigadores de todo el mundo están buscando formas de almacenar y transportar hidrógeno de la forma más segura posible. Una forma es unir el hidrógeno a un líquido portador, algo que sea estable en condiciones normales de funcionamiento. Este líquido se puede almacenar y transportar utilizando tanques de combustible estándar y camiones similares a nuestra infraestructura existente de gasolina o diésel.

Nuestros investigadores están construyendo un generador de hidrógeno, que puede recuperar hidrógeno de un vehículo líquido, para abordar el desafío del almacenamiento y el transporte.

Los portadores de hidrógeno orgánico líquido (LOHC) son compuestos orgánicos que pueden absorber y liberar hidrógeno a través de reacciones químicas. LOHC puede incluir productos químicos como metanol, tolueno o bencil tolueno.

El uso de LOHC para almacenar y transportar hidrógeno se ha investigado durante más de 30 años. Pero la investigación se ha intensificado en los últimos años a medida que el mundo recurrió al hidrógeno para ayudar a resolver el desafío del cero neto.

El uso de un LOHC como parte de la cadena de suministro de hidrógeno implica una serie de pasos:

Este ciclo de hidrogenación/deshidrogenación produce cero emisiones de GEI (gases de efecto invernadero).

La tecnología ya está establecida para el paso de hidrogenación (paso dos anterior). Pero, hasta hace poco, no ha habido procesos comerciales de deshidrogenación para estos portadores de hidrógeno, especialmente para aplicaciones descentralizadas de pequeña a mediana escala. Nuestro generador de hidrógeno resuelve ese problema, completando efectivamente el ciclo de uso de LOHC.

Permite la generación de energía donde la necesita, como un generador diésel. ¡Pero sin las emisiones de dióxido de carbono y partículas (mezcla de partículas sólidas y gotas líquidas que se encuentran en el aire)!

El generador de hidrógeno que planeamos construir utilizará nuestra tecnología patentada: Catalytic Static Mixer (CSM). Nuestro CSM es un andamio impreso en 3D con un revestimiento de catalizador que se adapta perfectamente a las tuberías estándar. La estructura está diseñada para optimizar la interacción entre los reactivos, por lo que la reacción catalítica es más eficaz.

El CSM permite un mejor control del proceso que un lecho empacado convencional. Cuando el catalizador se agota, es relativamente simple cambiar el CSM por uno nuevo y luego regenerar el anterior. Esta tecnología también es altamente escalable: simplemente aumenta la cantidad de CSM en flujo paralelo.

La tecnología CSM es fundamental para el generador de hidrógeno. El LOHC fluye a través y alrededor del CSM, conectándose con el catalizador. El catalizador elimina el hidrógeno del LOHC y forma burbujas de hidrógeno gaseoso.

El proyecto tiene dos partes. Primero construiremos un generador de hidrógeno a escala piloto. Luego usaremos lo que hemos aprendido para construir un generador de hidrógeno a escala de demostración.

La unidad piloto producirá 5 kg de hidrógeno por día. Anticipamos que será de aproximadamente 1m x 2m, por lo que podrá sentarse en un banco.

La unidad de demostración producirá 20 kg de hidrógeno por día, un buen tamaño para una estación de servicio de hidrógeno. Se espera que el tamaño sea del tamaño de un contenedor de envío estándar de 12 m.

La Estrategia Nacional de Hidrógeno de Australia estima que se puede usar 1 kg de hidrógeno para viajar 100 km en un Hyundai Nexo o alimentar un aire acondicionado eléctrico de ciclo dividido de 1400 vatios durante 14,5 horas.

Un generador de hidrógeno de este tamaño está idealmente diseñado para el suministro de energía fuera de la red, reemplazando efectivamente a algunos generadores diésel. Podría usarse en granjas, sitios mineros, sitios de exploración, festivales campestres y en cualquier otro lugar donde se requiera una fuente de alimentación fuera de la red. También podría ser útil para las estaciones de repostaje de hidrógeno para automóviles propulsados ​​por hidrógeno.

Al reemplazar los generadores diésel, un generador de hidrógeno reducirá las emisiones de GEI e incluso puede ser más silencioso.

Llegar a cero emisiones netas es un problema perverso, y no hay una respuesta única. Esta tecnología podría proporcionar una solución para los requisitos de energía fuera de la red. Estos incluyen estaciones de reabastecimiento de hidrógeno, sitios de trabajo de tamaño mediano y generadores diesel en algunos de los sectores difíciles de reducir, incluidas las granjas y las minas. Al hacerlo, ayudará a que el hidrógeno llegue a las manos de los australianos comunes.