Almacenamiento de hidrógeno en tanques criogénicos

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Científicos de la Universidad Nacional de Pusan han estudiado cómo podría almacenarse el hidrógeno en depósitos criogénicos de combustible líquido. Descubrieron que la vaporización y los cambios termodinámicos representan dos factores cruciales en este proceso.

“A pesar del aislamiento térmico, el combustible licuado de un criotanque experimenta cierto grado de vaporización”, explican, y señalan que una vaporización elevada, medida como gas de ebullición (Boil-Off Gas, BOG), puede provocar un exceso de presión interna en el interior de los tanques, dando lugar a grietas y fisuras.

“Por eso, comprender y controlar el BOG es un factor clave en el diseño de tanques criogénicos”, afirman en “Experimental and numerical investigation of change in boil-off gas and thermodynamic characteristics according to filling ratio in a C-type cryogenic liquid fuel tank” (Investigación experimental y numérica del cambio en el gas de ebullición y las características termodinámicas en función de la relación de llenado en un depósito de combustible líquido criogénico de tipo C), publicado recientemente en Energy.

El equipo de investigación surcoreano, dirigido por Jong-Chun Park, estudió cómo varía el BOG con la relación de llenado del tanque (FR), que es la relación entre la masa de combustible licuado en el tanque y la capacidad del tanque a 15 ºC. También utilizaron nitrógeno licuado en lugar de hidrógeno en el experimento para validar los resultados de la simulación y reducir los riesgos de seguridad.

“Se observó que la cantidad de BOG tiende a aumentar en forma de una función cuadrática basada en la línea de tendencia, a medida que aumenta la FR”, dijeron, señalando que la vaporización aumenta drásticamente a medida que los tanques se vacían.

Los depósitos de combustible criogénicos mantienen temperaturas inferiores a -253 ºC para transportar el hidrógeno como líquido, superando así la escasa seguridad y eficacia de almacenamiento de los actuales métodos de almacenamiento de hidrógeno basados en gas a alta presión. La energía necesaria para enfriar el hidrógeno hasta el estado líquido criogénico equivale aproximadamente al 35% de la energía total del hidrógeno.

Los dos principales métodos de almacenamiento alternativos son el almacenamiento en portador orgánico líquido de hidrógeno (LOCH) y la conversión en amoníaco. Según los investigadores, la principal ventaja de estos dos métodos es que el hidrógeno puede almacenarse a temperatura ambiente. Los inconvenientes son los elevados requisitos energéticos y la dificultad de utilizarlos para obtener hidrógeno de gran pureza.

El grupo explicó que ambas técnicas se encuentran en las primeras fases de desarrollo y no están listas para su comercialización.

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