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El carbón puede ser una opción para almacenar hidrógeno

por Haiman El Troudi
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El carbón puede ser una opción para almacenar hidrógeno

Un equipo de científicos descubrió que el carbón tiene potencial para almacenar hidrógeno gaseoso, de la misma forma que lo hacen las baterías con la energía para su uso futuro.

Este hallazgo de los investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania, permite abordar uno de los retos que tiene el desarrollo de una cadena de suministro de esta energía limpia: el almacenamiento. Las formas para hacerlo, desarrolladas hasta ahora, además de costosas son poco eficientes.

La quema de combustibles fósiles ha contribuido de forma considerable con el calentamiento global provoca el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero en la atmósfera. En ese sentido, la producción de hidrógeno libre de carbono es considerada como un vector de energía clave para la descarbonización de la economía.

Como combustible limpio que puede revolucionar la cadena de suministro energético, el uso del hidrógeno es prometedor en la industria, el transporte comercial, marítimo y aéreo, así como para la generación de electricidad. Sin embrago, aún queda mucho trabajo por delante para construir una infraestructura del hidrógeno y convertirlo en una fuente de energía asequible y fiable.

¿Baterías geológicas?

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A partir del análisis de ocho tipos distintos de carbón procedentes de yacimientos carboníferos en Estados Unidos, para comprender mejor su potencial de sorción y difusión o cuánto hidrógeno pueden contener, los científicos determinaron que los carbones de antracita y semiantracita son buenos candidatos para su almacenamiento en filones de carbón agotados, y el carbón bituminoso poco volátil es mejor para los filones de carbón gaseosos.

De acuerdo a los autores del estudio, desde una perspectiva científica es muy posible que el carbón sea la mejor opción para el almacenamiento geológico, pues durante el análisis y la experimentación descubrieron que el carbón supera a otras formaciones porque puede contener más hidrógeno, tiene infraestructura existente y está ampliamente disponible en todo Estado Unidos y cerca de áreas pobladas.

«Se podría inyectar y almacenar la energía del hidrógeno y tenerla ahí cuando sea necesario utilizarla», acota Shimin Liu, profesor asociado de ingeniería energética y mineral de la Universidad Estatal de Pensilvania.

Destaca el investigador que el desarrollo del almacenamiento de hidrógeno en las comunidades mineras de carbón estadounidenses, brindaría oportunidades económicas a estas regiones. También, contribuiría a crear la infraestructura de hidrógeno en ese país. “En la transición energética, son realmente las comunidades de carbón las más afectadas económicamente. Ésta es, sin duda, una oportunidad para reutilizar las regiones carboníferas. Ya tienen la experiencia: el ingeniero energético y las habilidades. Si podemos construir una infraestructura y cambiar sus oportunidades económicas, creo que eso es algo que deberíamos considerar”, resalta el equipo científico.

El carbón ¿roca o polímero?

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En el artículo que describe los hallazgos de la investigación, publicado en la revista Applied Energy, señalan sus autores que además de haber sido estudiado muy bien, a partir del carbón se ha producido gas comercialmente durante casi medio siglo.

Liu indica que «mucha gente define el carbón como una roca, pero en realidad es un polímero. Tiene un alto contenido en carbono con muchos poros pequeños que pueden almacenar mucho más gas. Así, el carbón es como una esponja que puede retener muchas más moléculas de hidrógeno en comparación con otros materiales sin carbono».

Explican que al inyectar hidrógeno gaseoso en el carbón este es absorbido. Estas formaciones suelen tener una capa de esquisto o lutita en la parte superior que actúa como un sello que mantiene el hidrógeno, encerrado hasta que se necesita, cuando se bombea nuevamente.

Diseñaron equipos especiales

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Para la fase experimental en los investigadores diseñaron equipos especiales porque la afinidad del carbón con el hidrógeno, es más débil en comparación con otros gases de sorción como el metano y el dióxido de carbono, por lo que el equipo presurizado tradicional para determinar la sorción no habría funcionado.

Al respecto el profesor Shimin Liu indicó que el diseño fue novedoso y desafiante, “Tomó años descubrir cómo hacer esto correctamente. Tuvimos que diseñar adecuadamente un sistema de experimentación, prueba y error basado en nuestra experiencia previa con carbones y esquistos”.

Respecto al futuro de esta investigación, los autores afirman que el trabajo “se centrará en la difusividad dinámica y la permeabilidad dinámica del carbón, características que determinan la rapidez con la que se puede inyectar y bombear hidrógeno”.

 

Con información de Science Direct y El Periódico de la Energía


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