El Hidrógeno en el transporte y aplicaciones de materiales nanoestructurados relacionados con este vector energético fueron los dos grandes temas de la vigésimo segunda edición del ciclo organizado por la Provincia de Río Negro. Semana tras semana dos nuevas conferencias y un nuevo informe de NyT con todos los detalles.

POR LIC. DANIELA BENTIVOGLIO 

Esta nueva jornada del clásico de los jueves fue moderada por Juan Manuel Ríos, presidente de ALTEC S.E., la empresa rionegrina de telecomunicaciones y sistemas. Inaugurando el encuentro, Ríos destacó la importancia de la iniciativa y resaltó el reciente anuncio que en el marco de la COP 26 hizo el presidente de la Nación, Alberto Fernández, sobre la instalación de una planta productora de Hidrógeno Verde en Río Negro. El proyecto se hará de la mano de la empresa australiana Fortescue Future Industries, con una inversión cercana a los 8.400 millones de dólares y la posibilidad de crear unos 15.000 puestos de trabajo directos.

“La próxima semana se harán los estudios de prefactibildiad en el territorio”, adelantó el titular de ALTEC. También detalló que “se creará un parque de energías renovables para alimentar la planta” y que “se construirá un puerto en la zona de Punta Colorada”.

Las charlas del día

Uno de los principales usos que se proyecta profundizar para el Hidrógeno es el transporte. ¿Cuál es el estado actual de esta aplicación y cuáles son las tendencias? Al respecto disertó el Dr. e Ing. Mecánico Pedro José Orbaiz, CTO y socio de Vemo S.A., una empresa dedicada a la movilidad limpia radicada en México.

La propuesta se completó con el Dr. y Lic. en Química Nicolás Fellenz, docente de la Universidad Nacional de Río Negro (UNRN) e investigador del CONICET en la misma institución. Su ponencia se tituló “Materiales Nanoestructurados: aplicaciones relacionadas al Hidrógeno y la preservación del medio ambiente”.

Hidrógeno en el transporte

“Cuando uno mira dónde hay que trabajar para reducir el impacto de la contaminación global y el efecto invernadero queda fuertemente marcada la necesidad de reducir los vehículos que hay en la calle y a su vez mejorar su tecnología para que sean cada vez más limpios”, remarcó el Dr. Orbaiz, y agregó: “Habría que tratar de pasar de autos a colectivos, y de éstos a colectivos limpios”.

Planteado el escenario, propuso un minucioso detalle comparativo de los “pros y contras de las diferentes tecnologías limpias para transporte”. Consideró aspectos como autonomía, niveles de emisión de gases contaminantes y de efecto invernadero, costos, mantenimiento, infraestructura, generación de ruido, etc., y advirtió: “No hay ninguna tecnología que sea económica y técnicamente superior a todas. Por lo general se establece una competencia entre eléctrico, Hidrógeno, biocombustibles, pero yo personalmente creo que todos van a tener lugar en un futuro de tecnologías limpias para el transporte global”.

Posteriormente, el experto compartió a modo ilustrativo el caso de un bus eléctrico que no prosperó en Panamá, donde las altas temperaturas durante todo el año requieren de un uso continuo del aire acondicionado en los vehículos, con el consecuente aumento del consumo de combustible. “Hay que entender que estas tecnologías, que son intensivas en capital y que tienen restricciones operacionales mucho más marcadas que los vehículos tradicionales, requieren mucho diseño y no todo vehículo es apto para toda operación”, advirtió.

Las diferentes estructuras de vehículos a Hidrógeno y su comportamiento fue el siguiente punto de la charla de Orbaiz. En cuanto a los colectivos a Hidrógeno con celdas de combustible integradas en plataforma serie plug-in detalló que básicamente están compuestos por tanques a Hidrógeno, una celda de combustible (unidad de potencia que transforma la energía química del Hidrógeno en energía eléctrica), motores eléctricos, un sistema auxiliar de componentes, un sistema de refrigeración y banco de baterías.

En referencia a los vehículos a Hidrógeno que en vez de tener una celda de combustible cuentan con un motor como unidad de potencia, replicó el análisis indicando que están conformados por un banco de baterías o ultracapacitores, almacenamiento de Hidrógeno, sistema de freno regenerativo y motor de combustión interna.

Llegando al cierre de su presentación, el Dr. Orbaiz subrayó que “ninguna de las tecnologías es competitiva si no usamos Hidrógeno limpio para que el costo adicional del sistema se vea reflejado en un ahorro real de emisiones de carbono” y que los vehículos a Hidrógeno con motor “pueden ser una solución muy interesante y económica para avanzar en la utilización de este tipo de combustible en transporte”.

“Las tecnologías a Hidrógeno no compiten con las eléctricas ni con los biocombustibles, cada uno tiene su rubro de aplicación. Necesitamos todas las tecnologías para alcanzar la idea de flotas con cero emisión. Y para desplegar el uso de vehículos a Hidrógeno precisamos desarrollar la economía del Hidrógeno Verde”, finalizó.

Materiales Nanoestructurados: beneficios para el transporte y almacenamiento del Hidrógeno

Repasando las características del Hidrógeno, que se distingue por ser el elemento más abundante del Universo y encontrarse en nuestro planeta formando otras sustancias, el Dr. Fellenz diferenció los distintos métodos de obtención, que dan lugar a los diversos colores con los cuales se asocia al Hidrógeno (entre ellos, el gris, el azul y el verde).

Hidrógeno Gris: Se genera a través de reformado de vapor de gas natural. Este proceso no está libre de emisiones.

Hidrógeno Azul: Se obtiene de forma análoga al Gris pero en este caso se captura el dióxido de carbono, por lo que se lo considera de baja emisión.

Hidrógeno Verde: Es producido por electrólisis del agua a partir de energías renovables eléctricas. El proceso, que no emite carbono, transforma el agua en moléculas de Hidrógeno y de Oxígeno.

La industria del agro (fertilizantes), petroquímica, industria farmacéutica, industria de materiales y energía son las principales aplicaciones que actualmente se le da al Hidrógeno, mayormente producido por reformado de vapor de gas e incluso con carbón.

“A temperatura ambiente el Hidrógeno es una sustancia gaseosa y por ende ocupa mucho volumen, lo que genera ciertos problemas de índole práctico cuando se lo quiere almacenar y transportar hacia los lugares donde se lo va a utilizar”, precisó el experto adelantando el próximo aspecto donde profundizaría su disertación.

Al respecto, señaló que los materiales nanoestructurados tienen mucho que aportar frente a esta dificultad práctica. Pero ¿qué implica manipular la materia en esa escala?  Implica trabajar con cosas que uno no puede ver ni con un microscopio óptico, aunque se pueden lograr resultados muy interesantes: “Se da una variación de propiedades físicas y químicas respecto de los materiales en tamaño micro/macro, lo que puede permitir la creación de nuevos materiales y dispositivos para aplicaciones en muchos campos (como medicina, electrónica, producción de energía, preservación del medio ambiente, etc.)”.

Una manera de transportar Hidrógeno disminuyendo costos y peligrosidad es transformarlo en amoníaco: “Es un buen portador de Hidrógeno, está libre de impurezas como dióxido de carbono y puede almacenarse y transportarse como líquido. Entonces, ¿cómo hago para recuperar el Hidrógeno? Voy a necesitar que el Amoníaco se descomponga, y ahí es donde entra la energía superficial de las nanopartículas”.

“Existen unos catalizadores -continuó- a base de níquel que son capaces de descomponer el amoníaco con alta actividad y a baja temperatura para obtener nuevamente Hidrógeno -y Nitrógeno- en el lugar donde fue transportado para su utilización”.

Concluyendo su intervención, el especialista propuso otro ejemplo con nanopartículas a base de dióxido de titanio que permite la absorción de Hidrógeno y su posterior desorción, y a continuación se explayó sobre las cualidades de los materiales nanoporosos.

Enfatizando que para su uso en celdas de combustible el Hidrógeno debe ser muy puro, Fellenz señaló que los materiales nanoporosos “son muy útiles en la industria del Hidrógeno, por ejemplo para su purificación”, y en esa línea reflexionó, por último, que “por sus especificidades, su injerencia es muy significativa en esta temática”.