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Nuevo material clave para revolucionarios motores de hidrógeno

Publicado 31 Mayo 2019
Nuevo material clave para revolucionarios motores de hidrógeno

Una nueva tecnología permite que una mucha mayor cantidad de hidrógeno para pilas de combustible sea almacenada en un mismo volumen, consiguiendo autonomías más extensas.

Científicos han descubierto un nuevo material que podría ser la clave para desbloquear el potencial de los vehículos impulsados por hidrógeno. 

Pese a su gran potencial como tecnología ?verde?, un obstáculo importante para los motores de hidrógeno ha sido el tamaño, la complejidad y el costo de este sistema de combustible, hasta ahora. 

Un equipo internacional de investigadores, dirigido por el profesor David Antonelli de la Universidad de Lancaster, ha descubierto un nuevo material hecho de hidruro de manganeso que ofrece una solución. El nuevo material se usaría para hacer tamices moleculares dentro de los tanques de combustible, que almacenan el hidrógeno y trabajan junto con las células de combustible en un "sistema" alimentado con hidrógeno. 

El material, llamado KMH-1 (Kubas Manganese Hydride-1), permitiría el diseño de tanques que son mucho más pequeños, más baratos, más convenientes y más densos en energía que las tecnologías de combustible de hidrógeno existentes, y superan significativamente a los vehículos que funcionan con baterías. 

El profesor Antonelli, catedrático de Química Física en la Universidad de Lancaster y que ha estado investigando esta área durante más de 15 años, dijo: "El coste de fabricación de nuestro material es muy bajo y la densidad de energía que puede almacenar es mucho mayor que la de una batería de ion-litio; podríamos ver sistemas de pilas de combustible de hidrógeno que cuestan cinco veces menos que las baterías de iones de litio, además de proporcionar una autonomía mucho mayor, lo que podría permitir viajes de hasta cuatro o cinco veces más entre recargas".
 
El material se aprovecha de un proceso químico llamado unión Kubas. Este proceso permite el almacenamiento de hidrógeno al separar los átomos de hidrógeno dentro de una molécula de H2 y funciona a temperatura ambiente. Esto elimina la necesidad de dividir y unir los enlaces entre los átomos, procesos que requieren altas energías y temperaturas extremas y que requieren equipos complejos para entregar. 

El material KMH-1 también absorbe y almacena cualquier exceso de energía, por lo que no se necesita calor y enfriamiento externos. Esto es crucial porque significa que no es necesario utilizar equipos de calefacción y refrigeración en los vehículos, lo que hace que los sistemas tengan el potencial de ser mucho más eficientes que los diseños existentes. 
El tamiz funciona al absorber hidrógeno a una presión de alrededor de 120 atmósferas, que es menos que un tanque de buceo típico. Luego libera hidrógeno del tanque a la pila de combustible cuando se libera la presión. 

Los experimentos de los investigadores muestran que el material podría permitir el almacenamiento de cuatro veces más hidrógeno en el mismo volumen que las tecnologías de combustible de hidrógeno existentes. Esto es excelente para los fabricantes de vehículos, ya que les brinda flexibilidad para diseñar vehículos con un alcance aumentado de hasta cuatro veces, o permitirles reducir el tamaño de los tanques hasta en un factor de cuatro. 

Si bien los vehículos, incluidos los automóviles y los vehículos pesados, son la aplicación más obvia, los investigadores creen que existen muchas otras aplicaciones para KMH-1. 
"Este material también se puede usar en dispositivos portátiles como drones o en cargadores móviles para que la gente pueda ir a acampar durante una semana sin tener que recargar sus dispositivos", dijo el profesor Antonelli. 

La tecnología fue autorizada por la Universidad de Gales del Sur para una parte de la empresa spin-out propiedad del profesor Antonelli, llamada Kubagen. 

Fuente: Energy and Environmental Science.

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