La compresión de hidrógeno está ganando protagonismo como vector de energía limpia. Ofrece una solución prometedora a la creciente demanda de energía sostenible. Sin embargo, aprovechar el potencial del hidrógeno requiere métodos eficaces de almacenamiento y transporte. La tecnología de estado sólido de GRZ es aplicable en muchos casos y facilita enormemente el manejo del hidrógeno. En particular, esto a menudo elimina la necesidad de un compresor. Sin embargo, en algunas aplicaciones, es necesario.
Visión general de la compresión de hidrógeno #
Dada su baja densidad, el hidrógeno ocupa un gran volumen en su estado gaseoso natural. Por lo tanto, se necesita compresión para aumentar su presión. La compresión del hidrógeno reduce significativamente su volumen, como es necesario para algunas aplicaciones. Este hidrógeno comprimido se puede utilizar en diversas aplicaciones, por ejemplo, para alimentar automóviles de hidrógeno.
Aspectos técnicos de la compresión de hidrógeno #
Existen diferentes tipos de compresores de hidrógeno que se basan en diferentes principios físicos. Hoy en día, los compresores mecánicos son los dispositivos más utilizados. Incluyen compresores de pistón alternativo, compresores de diafragma y compresores de tornillo rotativo. Cada tipo funciona con principios ligeramente diferentes, todos logran una reducción del volumen de hidrógeno a través de un aumento de su presión.
Los compresores electroquímicos utilizan membranas de intercambio de protones para comprimir el hidrógeno. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de la membrana, los iones de hidrógeno migran, se recombinan en moléculas de hidrógeno y se comprimen en el lado de alta presión. Este método ofrece una alta eficiencia y pureza, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta gama como las pilas de combustible.
Desafíos en la compresión de hidrógeno #
Muchos desafíos están relacionados con los materiales y la durabilidad. La fragilización por hidrógeno es una preocupación importante. Este fenómeno ocurre cuando los átomos de hidrógeno se difunden en los materiales utilizados, haciéndolos quebradizos y propensos a agrietarse. Por lo tanto, los materiales utilizados deben seleccionarse cuidadosamente y, a menudo, incluyen acero inoxidable o aleaciones avanzadas. Además, las fugas y la seguridad son una preocupación cuando se utilizan ciertas tecnologías de compresión. El pequeño tamaño molecular del hidrógeno lo hace propenso a las fugas, lo que plantea riesgos de seguridad debido a su inflamabilidad. Las tecnologías avanzadas de sellado y el mantenimiento regular son cruciales para garantizar la integridad del sistema y prevenir accidentes. Por último, el coste y la eficiencia energética son relevantes. La compresión del hidrógeno requiere una cantidad considerable de energía, lo que afecta a la eficiencia general del hidrógeno como vector energético.
Aplicaciones y perspectivas de futuro #
La compresión de hidrógeno es fundamental en las estaciones de repostaje de hidrógeno para vehículos que hoy en día requieren 350 bar(g) o 700 bar(g) de hidrógeno para repostar. El hidrógeno comprimido también se utiliza en diversos procesos industriales, por ejemplo, la refinación de petróleo y el procesamiento de metales. Los avances de las tecnologías de compresión pueden mejorar significativamente la eficiencia y la huella ambiental de estos procesos. Las innovaciones en el diseño y funcionamiento de los compresores son esenciales para la evolución continua de la industria del hidrógeno.
Compresor térmico de hidrógeno HyCo #
GRZ Technologies contribuyó a resolver el desafío de la compresión de hidrógeno al ser pionera en la aplicación de una tecnología novedosa basada en un principio de funcionamiento completamente nuevo: la compresión térmica de hidrógeno con el uso de materiales portadores sólidos. Para este tipo de compresión, GRZ utiliza materiales portadores de hidrógeno sólido. Cuando están saturados de hidrógeno, su presión aumenta exponencialmente en función de la temperatura. Esta configuración permite comprimir con calor (residual). Además, la parte de hidrógeno de la máquina se puede construir sin partes móviles, por lo que es silenciosa, sin vibraciones, sin fugas y requiere un mantenimiento mínimo o nulo. La tecnología redujo en gran medida el costo nivelado de la compresión en muchas aplicaciones. Un ejemplo de un compresor de este tipo se muestra en la siguiente imagen:
Además de las aplicaciones industriales, GRZ también ha introducido con éxito su tecnología de compresión para pequeñas aplicaciones en el laboratorio: los dispositivos FLEXI HyCo son vendidos en todo el mundo por el proveedor líder de laboratorios de hidrógeno KEP Technologies.
En conclusión, la compresión del hidrógeno es fundamental en la economía del hidrógeno. Abordar los desafíos técnicos asociados con él permitirá una adopción más amplia del hidrógeno como fuente de energía limpia, contribuyendo significativamente a los esfuerzos globales de sostenibilidad. La investigación y la innovación continuas en este campo son esenciales para liberar todo el potencial del hidrógeno y facilitar la transición hacia un futuro más verde.
