[ H2 ] Tecnología del Hidrógeno

Cuando entré a mi quinto año de pregrado, me pasaron un ramo llamado ''Desarrollo Social de Chile'' y contrario al prejuicio inicial, en que pasaríamos extensas horas conociendo la identidad nacional, su idiosincrasia e historia, me encontré con un profesor bastante hippie cuyo objetivo era boicotear todo nuestra rigurosa enseñanza , y cambiar el paradigma, haciéndonos cuestionar, sobre la espiritualidad (dato: lea el ''Tao de la Física'', mezcla espiritualidad y física), el consumo de alimentos (porque al fin y al cabo somos lo que comemos. Dato: vea la película ''Okuribito'') y los inconvenientes de la sociedad actual. Supongo que ahí partió todo, porque soy idealista, porque me siento bien sin consumir animales (como dato vea el documental ''Earthlings'', si le interesa el tema), entre otras cosas. Y cuando el tiempo para elegir el tema de tesis se limitó, me quedé paralizada, porque la verdad es que nunca me ha interesado del todo la física neta, siempre me sentí más acorde en ramos que mezclaran la física con la química, o con la biología (como Microscopía), así que a ¿qué laboratorio me iba, a desarrollar mi tesis?.
El punto es que justo se abrieron los electivos y ahí estaba Tecnología del Hidrógeno, googleando un poco se veía interesante una propuesta idealista, y que mezclaba la física con la química.  Y así empezó todo y arranqué del Laboratorio de Física No Lineal (donde cursé Laboratorio Avanzado) al Laboratorio de Materiales.

Pero, seamos sinceros,  ¿saben ustedes qué es la Tecnología del Hidrógeno?

Partamos con lo básico entonces.

Uno de los principales inconvenientes de la sociedad actual, se encuentran en el agotamiento de los combustibles fósiles y los altos índices de contaminación generados por los mismo, es por ello que se hace vital, en un futuro no muy lejano contar con nuevas fuentes de energía, que deben ser renovables y no contaminantes.

Bajo este contexto, se ha encontrado que el hidrógeno es un buen candidato, como vector energético*, debido a que posee alta razón energía/masa, la energía química de su oxidación puede ser convertida directamente en electricidad, energía térmico o mecánica, siguiendo procesos térmicos convencionales (motores de combustión interna o turbinas), o electroquímicos novedosos (pilas de combustible), donde el residuo del proceso es agua. En la conversión térmica del hidrógeno se emitirían óxidos de nitrógeno (aunque en una proporción muy inferior a los emitidos con los combustibles fósiles), mientras que en la utilización con pilas de combustibles las emisiones serían nulas. Por lo que el gran atractivo del hidrógeno consiste en que ofrece, a largo plazo, la posibilidad de establecer un escenario del ciclo energético cerrado intrínsecamente limpio.

El hidrógeno es uno de los elementos más abundantes del planeta, a pesar que menos del 1% de este se encuentra en estado molecular, la mayor proporción está enlazado químicamente formando agua, por lo cual para que la producción de hidrógeno sea renovable, se requerirá que la fuente primaria de energía utilizada para su generación lo sea. En otro ámbito, considerando que el hidrógeno se encuentra en estado gaseoso bajo condiciones normales de presión y temperatura, para posibilitar su uso, se debe encontrar un método de almacenaje seguro, reversible y de alta densidad tanto volumétrico o gravimétrico.

El hecho que el hidrógeno posee un valor de electronegatividad de 2.1 (valor medio), indica que puede formar diversos tipos de enlaces químicos con una diversidad de elementos, infiriendo la posibilidad de la formación de distintos hidruros, por ejemplo: hidruros formados por elementos livianos, metálicos y complejos; natotubos y fibras; materiales orgánico metálicos microporos, entre otros. En este ámbito, el empleo de hidruros sólidos, ha instigado la atención científica en el último período, debido a la alta densidad de almacenaje que se puede lograr de forma segura y a la reversibilidad frente a los procesos de hidruración y deshidruración.

Debido a que se requiere un elemento ligero, de baja toxicidad y que este sea capaz de formar compuestos estables de hidrógeno a temperatura ambiente, se plantea al magnesio como un prometedor candidato almacenador de hidrógeno, siendo de gran abundancia en la tierra y de bajo costo. Además, la aleación de magnesio con otros elementos para formar un compuesto con diferentes propiedades termodinámicas es una manera eficaz de permitir la hidruración - deshidruración en condiciones más cercanas a las normales.

Por ejemplo, el sistema Mg-Ni es un gran almacenador de hidrógeno, pues el níquel sirve como un eficaz catalizador facilitando la cinética de absorción de hidrógeno. La sustitución de níquel por cobalto en este tipo de sistema, mejora notablemente la capacidad de almacenamiento de hidrógeno.

Así que de ese modo me embarqué en la obtención del compósito 2Mg-0.5Ni-0.5Co (nc) y posterior análisis de la estabilidad térmica frente al ciclado de hidruración, intentando mejorar resultados anteriores del compósito presentados frente a una aleación mecánica diferente. Una hazaña que no estuvo exenta de problemas, como los problemas técnicos de los equipos, pero que logró ser resuelta satisfactoriamente. De este modo poco a poco, en esta sección les mostraré los conceptos, hincapié experimentales y principales de resultados de algo que aún considero como una solución bella y prometedora, que al fin y al cabo nos afecta a todos.

{Si deseas más información del tema o del estudio de la estabilidad térmica al ciclado de hidruración del compósito 2Mg-0.5Ni-0.5Co(nc) contacte con nosotras al e-mail cronicasfisicas@gmail.com. ¡Les esperamos!}.

* Se denomina, vector energético a aquellas sustancias o dispositivos que almacenan energía, de tal manera que ésta pueda liberarse posteriormente de forma controlada.