El transporte y almacenamiento actuales de hidrógeno líquido tiene grandes limitaciones. Entre ellas, su uso a gran escala. Sin embargo, un consorcio europeo, liderado por el Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materialesalemán (BAM), lleva a cabo el proyecto NICOLHy. Es un concepto de almacenamiento nuevo e innovador. Podría aumentar cuarenta veces la capacidad de los sistemas de almacenamiento y reducir los costes en un 80%.
El hidrógeno líquido (LH2) se transporta y almacena a -253 grados centígrados, porque tiene una densidad energética especialmente alta. Esa temperatura requiere un gran aislamiento térmico. Hasta ahora, los tanques de hidrógeno líquido se han diseñado como los pequeños de gas natural licuado (GNL). Y su forma esférica soporta mejor la presión y evita las pérdidas de almacenamiento.
No obstante, los sistemas actuales tienen inconvenientes para almacenar a gran escala el hidrógeno. Entre ellos, que la capacidad está actualmente limitada a un máximo de unos 5.000 metros cúbicos. Además, el tiempo de producción de los sistemas es de un año. Y la capa aislante exterior, para almacenar entre 50.000 y 2000.000 metros cúbicos, tendría varios metros de largo.
Proyecto NICOLHy
El proyecto europeo NICOLHy lo realiza el BAM junto a cuatro socios europeos. Participan la Universidad de Bolonia, el Centro Aeroespacial Alemán, la Universidad Noruega de Ciencias Naturales y Tecnología y la Universidad Técnica Nacional de Atenas. Cuenta con financiación de la Unión Europea.
El objetivo, indican, es:
“Desarrollar un novedoso concepto de aislamiento basado en paneles de aislamiento al vacío (VIP) que permita el almacenamiento seguro, rentable y energéticamente eficiente de grandes cantidades de hidrógeno licuado (LH2).
Esta tecnología de almacenamiento de LH2 a gran escala es necesaria para establecer una economía de hidrógeno con dimensiones entre 40.000 m³ y más de 200.000 m³ de LH2”.
Pero, añaden desde el proyecto, se necesitan nuevos conceptos de diseño porque:
“Las tecnologías actualmente disponibles que se utilizan en almacenamientos pequeños y medianos no son adecuadas para su ampliación. Los principales problemas que impiden la ampliación son el largo tiempo de producción debido a la cadena de proceso, la baja tolerancia a fallos y la forma esférica, que reduce la carga útil en aplicaciones técnicas hasta un 50% en comparación con otras formas”.
Objetivos y pasos del proyecto
El nuevo concepto de NICOLHy cambiará estas condiciones mediante un sistema que es modular, de forma abierta, eficiente en términos de tiempo y costes. Mientras, la producción, operación y servicio, es tolerante a múltiples fallos y aplicable a aplicaciones terrestres y marinas. El consorcio NICOLHy reúne a expertos de los campos de la criotermodinámica, la ingeniería marina, la química, los procesos y la seguridad.
Los objetivos, paso a paso, son:
- Diseñar un tanque, su aislamiento térmico y su estructura de soporte. Debe ser adecuado para el almacenamiento de LH2 a gran escala; escalable; energéticamente eficiente; sostenible; con bajos costes de construcción y operación, y debe asegurar mejores estándares de seguridad.
- Definir materiales y predecir el rendimiento general del aislamiento térmico.
- Probar el nuevo concepto de aislamiento a escala de laboratorio
- Realizar análisis de seguridad y riesgos durante la operación y escenarios de incendio.
- Realizar una evaluación de circularidad, sostenibilidad y escalabilidad del concepto desarrollado.
- Maximizar el impacto de NICOLHy y acelerar el uso de la aplicación.
Entre otras investigaciones, el consorcio de NICOLHy está probando el principio de aislamiento térmico VIP (VIP=Vacuum Isolation Panel, panel aislante al vacío) para almacenamiento.
El sistema se asemeja al aislamiento de edificios. Con el aislamiento VIP, la pérdida de frío o la entrada de calor se minimiza mediante una doble pared con vacío y un material de relleno hecho de un polvo altamente poroso. El vacío y el material de relleno trabajan juntos y garantizan que en general apenas pueda fluir calor.
Entre sus ventajas, que apena requiere grosor y que los tanques pueden no ser circulares y, con ello, adaptarse a la forma, por ejemplo, de un barco.
FUENTES: Proyecto NICOLHy.
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