El hidrógeno es una forma prometedora de energía libre de carbono, pero mover y almacenar el elemento superligero es costoso y consume mucha energía. Por eso, una startup de California cofundada en 2022 por dos destacados químicos, incluido un premio Nobel, está diseñando un nuevo tipo de tanque fabricado con nanomateriales que pretende ser más barato y más seguro que cualquier otro que se utilice actualmente, y además contener más hidrógeno.
H2MOF, con sede en Irvine, California, espera vender sus tanques de hidrógeno de próxima generación en algún momento después de 2024 a fabricantes de vehículos pesados con planes de ofrecer vehículos de pila de combustible de cero emisiones. Sostiene que, además de contener combustible dentro de los vehículos, estos tanques también proporcionarán una mejor manera de enviar el combustible en camión o tren a medida que los fabricantes de camiones hagan la transición hacia el uso de hidrógeno para impulsar flotas libres de carbono.
En lugar de bombear hidrógeno altamente comprimido o licuado a un tanque convencional, H2MOF está diseñando uno que mantiene el combustible rico en energía en estado sólido, absorbiéndolo en nanomateriales especialmente diseñados. El enfoque se basa en la investigación de dos de sus cofundadores y asesores científicos: Omar Yahgi, profesor de química de la Universidad de California, Berkeley, y Sir Fraser Stoddart, ganador del Premio Nobel de Química en 2016.
“No hemos logrado avances en el almacenamiento de hidrógeno debido a las propiedades extremadamente desafiantes de la molécula de hidrógeno”, dijo a Forbes desde Dubai el director ejecutivo y cofundador Samer Taha. “Los profesores Stoaddart y Yaghi creen que es necesario profundizar en el problema y diseñar nuevos materiales con precisión atómica para encontrar la solución adecuada, porque las técnicas tradicionales no van a funcionar”.
MATERIALES DE ESTRUCTURA METAL-ORGÁNICOS
La compañía espera ser la primera en comercializar materiales de estructura organometálica, o MOF, diseñados a nivel atómico para el almacenamiento de hidrógeno, pero no es la única que busca esta tecnología. Según Science, los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley publicaron recientemente una investigación sobre un MOF a base de aluminio que crearon para contener hidrógeno. (MOF también es la inspiración para el nombre de la startup, una combinación que hace referencia al acrónimo y al hidrógeno).
“No hemos logrado avances en el almacenamiento de hidrógeno debido a las propiedades extremadamente desafiantes de la molécula de hidrógeno”.
“Piense en ello como una combinación novedosa de materiales orgánicos con algunos átomos metálicos”, dijo Taha. “Una estructura cristalina a nanoescala, a una escala extremadamente pequeña”.
H2MOF está probando prototipos fabricados con materiales similares a cristales diseñados para atraer y retener átomos de hidrógeno como una esponja que absorbe agua. Y a diferencia de los tanques envueltos en fibra de carbono utilizados en el sedán de celda de combustible Mirai de Toyota, que contienen hidrógeno a 10,000 libras por pulgada cuadrada (el nivel de presión que usan las herramientas de “mandíbulas de la vida” para cortar las puertas de los automóviles), H2MOF tiene la intención de presionar su tanque a menos de 300 libras por pulgada cuadrada.
Almacenar más combustible a menor presión significa mucho menos costo. Taha estima que cambiar de tanques de alta presión a su tecnología podría ahorrar 12,000 dólares al año en gastos de energía para operar un autobús de tránsito con pila de combustible, por ejemplo. Y en el caso de un automóvil como el de Toyota, la tecnología H2MOF podría potencialmente duplicar su autonomía de 350 millas por repostaje al incorporar más hidrógeno sin agregar peso.
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Esta startup espera que sus tanques de combustible de nanomateriales impulsen la revolución del hidrógeno
El hidrógeno se utiliza mucho para refinar petróleo, producir fertilizantes y en la industria química, pero la mayor parte se produce utilizando vapor para extraer el elemento del gas natural, emitiendo dióxido de carbono en el proceso. La producción de hidrógeno libre de CO2 con electrolizadores, como los vendidos por Plug Power y la unidad Accelera de Cummins, está cada vez más disponible, mientras que otras nuevas empresas planean extraerlo del mar (Equatic) o incluso perforarlo (Koloma). Pero a menos que empresas emergentes como H2MOF o Verne, una integrante de la lista de Forbes 30 Under 30 que también está trabajando en nuevos tipos de tanques, puedan encontrar mejores formas de mover el hidrógeno o usarlo en vehículos, su potencial para reemplazar los combustibles fósiles que calientan el clima será limitado.
En este momento, el hidrógeno se bombea a través de oleoductos en Texas y California, pero tienen que estar hechos de materiales que puedan resistir la fragilidad y el agrietamiento que causa el hidrógeno “resbaladizo”. Licuarlo es una forma más fácil de transportar el combustible, pero consume aún más energía que almacenarlo a alta presión.
“No podremos construir tuberías todo el tiempo en todos los lugares y distancias, por lo que actualmente la industria está considerando camiones grandes con tanques gigantes, muy caros y con mucha energía desperdiciada para presurizar o crear hidrógeno líquido”, dijo Taha. “Una vez que empiezas a convertir (el hidrógeno) en un negocio real y descubres que vas a desperdiciar el 30% de la energía, esos negocios se detendrán”.
La Administración Biden ha proporcionado financiación y apoyo sin precedentes para el hidrógeno limpio y el mes pasado anunció 7,000 millones de dólares para una red de centros en todo Estados Unidos para ampliar su producción y uso. También se espera que el Departamento del Tesoro anuncie directrices para un nuevo y generoso crédito fiscal a la producción por valor de hasta 3 dólares por kilogramo de hidrógeno fabricado sin generar CO2 o en el que se captura el carbono.
H2MOF aún no ha solicitado ninguna subvención estadounidense para su investigación relacionada con el hidrógeno. Es una subsidiaria de la firma de riesgo Revonence Technologies International, de la cual Taha también es presidente ejecutivo. Revonence cuenta con el respaldo de fuentes privadas en Dubai y ha invertido millones de dólares de “dos dígitos” en la investigación de H2MOF, dijo. Taha, que tiene un doctorado en ingeniería eléctrica, también dirige Atoco, otra filial de Revonence que está creando nanomateriales para absorber CO2 del aire ambiente y de las emisiones industriales.
“El almacenamiento y transporte de hidrógeno sigue siendo el verdadero obstáculo técnico”, afirmó. “Si podemos hacer una contribución al problema del almacenamiento y el transporte, desbloquearemos la demanda real y desbloquearemos la adopción real del hidrógeno”.
Este artículo fue publicado originalmente en Forbes US.
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