Investigadores australianos desarrollan una forma nueva y renovable de exportar hidrógeno en forma de polvo, más segura y económica
¿Podría un polvo blanco ser la clave para exportaciones de hidrógeno verde a bajo coste?
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 costo de transportar el gas.
La nueva idea de la Universidad de Curtin en Perth, ahora implementada en Kotai Energy, una startup que propone el polvo como un material de exportación potencial para el hidrógeno, ha asegurado 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 manera segura y rentable. Lo más importante es que libera hidrógeno simplemente al añadirle agua. Podemos almacenar energía en nuestro polvo de borohidruro de sodio añadiendo 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, fue sintetizado en la década de 1940 como una buena manera de transportar hidrógeno a temperaturas ambiente: se introduce en agua, tal vez con un catalizador alcalino, y el hidrógeno se libera rápidamente.
Pero a pesar de cierto interés del ejército de EE. UU. después de la Segunda Guerra Mundial y su posterior aplicación en la recuperación de metales y farmacéutica, el uso del borohidruro de sodio como vehículo de transporte de energía de hidrógeno se estancó por muy buenas 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 parecía un golpe mortal en la década de 2000 cuando el coche de hidrógeno prototipo Millenium Cell de EE. UU. fue descartado en 2007, cuando un panel independiente del Departamento de Energía dijo unánimemente que el proyecto era un «no-viable» para recibir más financiación.
El problema era que el coche tenía que llevar su propia agua y luego reciclar el producto de desecho para mantener el motor alimentado, dice el profesor de Curtin y miembro del equipo técnico de Kotai, Craig Buckley.
Su sistema no requiere llevar su propia agua.
El equipo de Curtin dice que puede producir el polvo de borohidruro de sodio con un proceso electroquímico alimentado 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 ser licuado o convertido en amoníaco o un portador de hidrógeno orgánico líquido, como es el caso del hidrógeno de electrolizador.
Lo que queremos hacer es enviar ese polvo a nuestro destino en el extranjero, digamos Japón, por ejemplo, donde añadimos agua y un catalizador y se libera el hidrógeno. No solo obtienes hidrógeno del polvo, sino también del agua, por lo que obtienes el doble de la cantidad.
Si asumes un embalaje del polvo del 60% en el barco, cuando añades el agua básicamente obtienes una densidad volumétrica superior en un 20% a la del amoníaco, y el doble que la del hidrógeno líquido.Craig Buckley, director del HSRG
Donde 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 en el barco para ser recargado usando un catalizador patentado, Buckley dice que actualmente están probando algunos, y el proceso electroquímico.
Reciclar el borato de sodio es 20 veces más barato que hacer nuevo borohidruro de sodio, dice la compañía.
El Santo Grial: transporte de hidrógeno barato.
El equipo de Kotai Energy cree que al entregar un mínimo de 20% más de hidrógeno y no tener los pasos adicionales de licuefacción que el hidrógeno gaseoso necesita para el transporte a larga distancia, pueden hacer que su polvo sea mucho más económico que el material portador de menor costo actual, el amoníaco.
Buckley dice que los electrolizadores usan 54 kilovatios-hora (kWh) de electricidad para producir 1 kg de hidrógeno, y su “mínimo ideal” es 47 kWh. Aún no han llegado allí, pero para eso es la subvención de ARENA, junto con los 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 juego de la nueva compañía, pero Buckley también tiene en mente las estaciones de recarga de vehículos, e incluso la posible extinción de los electrolizadores.
Cuando añades agua al borohidruro de sodio produces el hidrógeno y lo que sucede es que, lo hemos hecho en el laboratorio para probarlo, podemos alcanzar presiones realmente altas, más altas que una planta de electrolizador.
Hemos alcanzado hasta 1000 bar en el laboratorio y puede ir más alto que eso. Al añadir esa agua en presencia de un catalizador puedes ir tan alto como quieras.Craig Buckley, director del HSRG
Las estaciones de recarga alimentadas por electrolizadores deben usar compresores iónicos voluminosos para elevar la presión del hidrógeno recién producido de 20 bar a la requerida por el vehículo en la bomba. La ciencia de Kotai podría hacer eso solo con un catalizador, permitiendo a los conductores poner la presión que deseen ellos mismos en la bomba.
“Si podemos hacer que esto funcione, podría incluso reemplazar a los electrolizadores”, dice Buckley.
