Investigadores del Laboratorio de Materiales Avanzados (LMA) de la Universidad de Alicante (UA) han desarrollado una tecnología pionera que permite almacenar hidrógeno a presiones y temperaturas más bajas de las convencionales.
Se basa en un carbón activado poroso y químicamente optimizado que actúa como un nanoreactor y puede contener el hidrógeno a nanoescala en forma de cristales de hielo. La investigación, realizada junto al Laboratorio Nacional de Oak Ridge en EEUU, ha sido publicada en la prestigiosa revista científica Nature Communications.
[El investigador de la UA Fernando T. Maestre, Premio Nacional de Investigación 2022 en Ciencias]
"Hemos sido capaces de introducir hidrógeno en cristales, similares al hielo, en tan solo 7 minutos y a una presión de 1350 bares. Estos cristales están confinados en las cavidades del carbón activado a una temperatura de 0ºC", explica el catedrático de Química Inorgánica de la UA, Joaquín Silvestre.
"Hasta ahora, este proceso se podía llevar a cabo pero con tiempos muy largos y a presiones superiores a 2000 bares. Nuestro próximo objetivo es conseguir llegar por debajo de 700 bar que es el estándar superior empleado en automoción", añade.
Desde 2015, los investigadores del LMA del Departamento de Química Inorgánica de la Universidad de Alicante han trabajado en el desarrollo de técnicas para almacenar hidratos de metano en las cavidades de materiales porosos como el carbón.
"Se trata de un modelo presente en la propia naturaleza ya que en el fondo de los océanos y en el subsuelo de regiones frías como Siberia se forman estructuras de hielo que contienen metano", señala Silvestre. Uno de los factores clave de este último trabajo publicado en Nature Communications es que el grupo de investigación ha conseguido en cuestión de minutos, un proceso que en la naturaleza requiere de meses e incluso años.
"El reto en esta ocasión ha sido saber si podíamos incorporar hidrógeno, no presente en la naturaleza, en este proceso. Es decir, convertir el agua de las cavidades en cristales de hidrato", detalla Silvestre, quien ha trabajado en este nuevo proyecto junto a los investigadores de la UA Judit Farrando, Manuel Martínez y Carlos Cuadrado.
En este sentido, se trata del primer grupo de investigación a nivel mundial que trabaja en el almacenamiento de hidrógeno en base húmeda utilizando el carbón como un nanoreactor.
Contra el cambio climático
El hidrógeno es el elemento químico más abundante del planeta capaz de sustituir a los combustibles fósiles y contribuir así a la lucha contra el cambio climático.
"Ya sabemos que el hidrógeno es limpio y seguro y sabemos cómo generarlo, pero el reto actual es poder almacenarlo y transportarlo", apunta Silvestre.
Una de las opciones para acumular el hidrógeno es en estado líquido pero es necesario mantenerlo a una temperatura de -253 ºC. "Podemos afirmar que utilizando como nanoreactor el carbón activado podemos almacenar el hidrógeno a 0 ºC, temperatura suficiente para mantener los cristales de hielo", insiste el catedrático de la UA.
En definitiva, las cavidades del carbón permiten almacenar una gran cantidad de hidrogeno en un espacio muy pequeño optimizando la presión y las condiciones térmicas. Estos dos factores son claves para dotar de más autonomía no solo a coches, sino también a transportes que necesitan mucho más combustible como barcos y aviones.