Una startup australiana dice que el hidrógeno en polvo podría ofrecer las eficiencias necesarias para que el transporte y la exportación de hidrógeno verde sean competitivos con los combustibles fósiles.
¿Podría un polvo blanco ser la clave para las exportaciones de hidrógeno verde a bajo costo?
Australia tiene grandes esperanzas de convertirse en una superpotencia exportadora de energía verde, impulsada en parte por el potencial del hidrógeno verde. Sin embargo, algunas de las propuestas más ambiciosas parecen dudosas debido al altísimo coste del transporte del gas.
La nueva idea de la Universidad Curtin en Perth, ahora implementada en Kotai Energy, una startup que propone el polvo como posible material de exportación para el hidrógeno, obtuvo esta semana una subvención de 5 millones de dólares de ARENA para continuar investigando la idea.
Hemos desarrollado un polvo rico en hidrógeno, llamado “borohidruro de sodio”, que permite la exportación global de hidrógeno de forma segura y rentable. Lo más importante es que libera hidrógeno simplemente añadiendo agua. Podemos almacenar energía en nuestro polvo de borohidruro de sodio agregando energía renovable a una ruta de procesamiento químico.
Gran parte de la ciencia de Kotai no es nueva: el borohidruro de sodio, un polvo blanco, se sintetizó en la década de 1940 como una buena manera de transportar hidrógeno a temperatura ambiente: se introduce en agua, quizás con un catalizador alcalino, y el hidrógeno se libera rápidamente.
Pero a pesar de cierto interés por parte del ejército estadounidense después de la Segunda Guerra Mundial y su posterior aplicación en la recuperación de metales y productos farmacéuticos, el uso del borohidruro de sodio como vehículo de transporte de energía de hidrógeno se estancó por muy buenas razones. razones: es caro de producir y el subproducto de desecho, el borato de sodio, es caro de reciclar.
Como material de transporte sufrió lo que pareció un golpe mortal en la década de 2000, cuando el prototipo de automóvil de hidrógeno Millennium Cell estadounidense fue descartado en 2007, cuando un panel independiente del Departamento de Energía dijo unánimemente que el proyecto era “no viable” para recibir más financiación.
El problema era que el automóvil tenía que transportar su propia agua y luego reciclar el producto de desecho para mantener el motor encendido, dice Craig Buckley, profesor de Curtin y miembro del equipo técnico de Kotai.
Su sistema no requiere llevar su propia agua.
El equipo de Curtin dice que puede producir polvo de borohidruro de sodio con un proceso electroquímico impulsado por energía renovable, lo que les permite reducir un costo clave. El polvo está inmediatamente listo para el transporte sin necesidad del paso adicional de licuarlo o convertirlo en amoníaco o un portador de hidrógeno orgánico líquido, como es el caso del hidrógeno electrolizador.
Lo que queremos hacer es enviar ese polvo a nuestro destino en el extranjero, digamos Japón, por ejemplo, donde agregamos agua y un catalizador y se libera el hidrógeno. No sólo se obtiene hidrógeno del polvo, sino también del agua, por lo que se obtiene el doble de cantidad.
Si se supone un embalaje de polvo del 60% en el barco, cuando se agrega agua, básicamente se obtiene una densidad volumétrica un 20% mayor que la del amoníaco y el doble que la del hidrógeno líquido.
Craig Buckley, director del HSRG
Mientras que una tonelada de amoníaco entrega 178 kg de hidrógeno, una tonelada de borohidruro de sodio y 1,9 toneladas de agua entregan 213 kg de hidrógeno al otro extremo.
El subproducto de desecho, el borato de sodio, se devuelve al barco para recargarlo utilizando un catalizador patentado; Buckley dice que actualmente están probando algunos y el proceso electroquímico.
Reciclar borato de sodio es 20 veces más barato que producir nuevo borohidruro de sodio, afirma la empresa.
El Santo Grial: transporte de hidrógeno barato.
El equipo de Kotai Energy cree que al entregar un mínimo de un 20% más de hidrógeno y al no tener los pasos de licuefacción adicionales que el hidrógeno gaseoso necesita para el transporte a larga distancia, pueden hacer que su polvo sea mucho más barato que el material portador. Actualmente de menor coste, el amoníaco.
Buckley dice que los electrolizadores utilizan 54 kilovatios-hora (kWh) de electricidad para producir 1 kg de hidrógeno, y su “mínimo ideal” es 47 kWh. Aún no han llegado a ese punto, pero para eso es la subvención de ARENA, junto con 2,5 millones de dólares del socio industrial Velox Energy Materials y 1 millón de dólares de la Universidad de Curtin.
Las exportaciones son el principal objetivo de la nueva empresa, pero Buckley también tiene en mente las estaciones de carga de vehículos e incluso la posible extinción de los electrolizadores.
Cuando al borohidruro de sodio se le añade agua se produce hidrógeno y lo que pasa es que, lo hemos hecho en el laboratorio para probarlo, podemos llegar a presiones realmente altas, superiores a las de una planta electrolizadora.
Hemos alcanzado hasta 1000 bar en el laboratorio y puede llegar más allá. Al agregar esa agua en presencia de un catalizador, puedes llegar tan alto como quieras.
Craig Buckley, director del HSRG
Las estaciones de recarga alimentadas por electrolizadores deben utilizar voluminosos compresores de iones para elevar la presión del hidrógeno recién producido de 20 bar a la requerida por el vehículo en el surtidor. La ciencia de Kotai podría hacer eso con solo un catalizador, permitiendo a los conductores poner ellos mismos la presión que quieran en la bomba.
“Si logramos que esto funcione, incluso podría reemplazar a los electrolizadores.dice Buckley.
Más información: www.kotaienergy.com.au
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