Investigadores de ETH Zurich están trabajando en una forma de almacenar hidrógeno utilizando hierro. Se trata de un proceso que permite almacenar hidrógeno de forma segura y durante largos periodos de tiempo, algo especialmente útil en Suiza, donde la producción renovable desciende en invierno.
Se espera que la energía fotovoltaica satisfaga más del 40% de las necesidades de electricidad de Suiza para 2050. Sin embargo, la energía solar no siempre está disponible cuando se necesita: hay demasiada en verano y muy poca en invierno, cuando el sol brilla con menos frecuencia y las bombas de calor funcionan a pleno rendimiento. De acuerdo con la Estrategia Energética del gobierno federal suizo, Suiza quiere cerrar la brecha de electricidad en invierno con una combinación de importaciones, energía eólica e hidroeléctrica, así como plantas solares alpinas y centrales eléctricas de gas.
Imagen: ETH Zurich
Producir hidrógeno en verano y almacenarlo hasta el invierno
Una forma de minimizar la necesidad de importaciones y centrales eléctricas de gas en invierno es producir hidrógeno a partir de energía solar barata en verano, que luego podría convertirse en electricidad en invierno. Sin embargo, el hidrógeno es altamente inflamable, extremadamente volátil y hace que muchos materiales sean frágiles. El almacenamiento del gas desde el verano hasta el invierno requiere recipientes presurizados especiales y tecnología de refrigeración que requieren una gran cantidad de energía, mientras que las precauciones de seguridad que deben seguirse hacen que la construcción de tales instalaciones de almacenamiento sea muy costosa. Además, los tanques de hidrógeno nunca son completamente a prueba de fugas, lo que daña el medio ambiente y aumenta los costes.
Almacenar H2 verde utilizando hierro
En este sentido, investigadores de la ETH de Zúrich, dirigidos por Wendelin Stark, profesora de Materiales Funcionales en el Departamento de Química y Biociencias Aplicadas, han desarrollado una nueva tecnología para el almacenamiento estacional de hidrógeno que es mucho más segura y barata que las soluciones existentes. Los investigadores están utilizando una tecnología bien conocida y el cuarto elemento más abundante en la Tierra: el hierro.
Para almacenar mejor el hidrógeno, Stark y su equipo confían en el proceso de vapor-hierro, que se conoce desde el siglo XIX. Si hay un excedente de energía solar disponible en los meses de verano, se puede utilizar para dividir el agua y producir hidrógeno. A continuación, este hidrógeno se introduce en un reactor de acero inoxidable lleno de mineral de hierro natural a 400 grados centígrados. Allí, el hidrógeno extrae el oxígeno del mineral de hierro, que en términos químicos es simplemente óxido de hierro, lo que da como resultado hierro elemental y agua.
«La gran ventaja de esta tecnología es que la materia prima, el mineral de hierro, es fácil de obtener en grandes cantidades. Además, ni siquiera necesita ser procesado antes de que lo pongamos en el reactor», dice Stark. Además, los investigadores suponen que se podrían construir grandes instalaciones de almacenamiento de mineral de hierro en todo el mundo sin influir sustancialmente en el precio del hierro en el mercado mundial.
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