Este artículo describe el proceso de deshidrogenación, es decir, cómo se extrae el hidrógeno de un sistema de hidrógeno en estado sólido.
En un material portador de hidrógeno saturado, los átomos de hidrógeno están integrados dentro de la estructura reticular del hidruro metálico. Cuando el hidrógeno se extrae del almacenamiento, la presión alrededor de este material saturado en estado sólido disminuye, creando un diferencial de presión entre la presión de meseta del hidruro metálico y la presión del gas circundante. Este diferencial impulsa a los átomos de hidrógeno en la interfaz entre el cuerpo sólido y el gas para que se recombinen y formen hidrógeno molecular (H2). Estas moléculas deH2 luego pasan a la fase gaseosa.
El proceso de recombinación y liberación de hidrógeno es endotérmico, y requiere energía para romper los enlaces de hidrógeno a metal dentro de la red de hidruro metálico. Este requerimiento energético pone de manifiesto la complejidad y complejidad del proceso de deshidrogenación, ya que implica la absorción de calor para facilitar la liberación de gas hidrógeno. La representación gráfica de la siguiente figura ilustra este fenómeno, representando las etapas de liberación de hidrógeno del hidruro metálico y su transición a la fase gaseosa.
Comprender este proceso endotérmico es crucial para optimizar los sistemas de almacenamiento de hidrógeno, ya que influye en la eficiencia y la velocidad de liberación de hidrógeno. La gestión adecuada de la dinámica térmica involucrada puede mejorar la seguridad y el rendimiento de estos sistemas, asegurando un suministro estable de gas hidrógeno cuando sea necesario.
Este fenómeno ocurre a nivel atómico y tiene amplias implicaciones para el comportamiento macroscópico del sistema y sus características de seguridad. Cuando se produce una fuga, solo una fracción limitada del hidrógeno almacenado puede escapar inmediatamente. El hidrógeno que escapa enfría rápidamente el sistema, conduciéndolo hacia un nuevo estado de equilibrio. Como resultado, la tasa de fuga disminuye y eventualmente puede detenerse por completo. Este cese ocurre porque la temperatura local se vuelve demasiado baja para mantener la deshidrogenación o porque la abertura a través de la cual se escapa el hidrógeno se congela. La siguiente figura ilustra un módulo de almacenamiento del que se extrajo hidrógeno a un caudal muy alto, lo que provocó que el módulo se congelara. Esto ejemplifica el proceso descrito, destacando cómo la rápida fuga de hidrógeno puede inducir la congelación, sellando así la abertura y evitando más fugas.
La limitación o detención de los flujos de fuga significa que el hidrógeno que se escapa puede detectarse durante mucho tiempo
antes de que se alcance el límite inferior de explosión de la mezcla de hidrógeno a aire. Debido a lo descrito anteriormente
fenómeno, las propiedades físicas inherentes al propio sistema garantizan que se
disponibles para evitar de forma fiable la creación de una mezcla explosiva con las medidas adecuadas. Si está interesado en obtener más información sobre el comportamiento térmico de los sistemas, lea también este artículo.
