Nuevo paso para el uso de pilas de combustible de hidrógeno en automóviles

Un importante avance en el campo de las pilas de combustible de hidrógeno fue concretado por ingenieros de Purdue University, que han desarrollado un nuevo proceso mediante hidrotermólisis y la explotación de un producto denominado borano de amoníaco, dos cuestiones que facilitan un mayor rendimiento en las células empleadas para la propulsión de los vehículos.

Según Arvind Varma, Director de la Escuela de Ingeniería Química de Purdue University, el proceso de hidrotermólisis se ve enriquecido con el uso de un producto químico en polvo llamado borano de amoníaco, que posee una de las mayores concentraciones de hidrógeno de todos los materiales sólidos existentes.

De acuerdo a los especialistas, se trata de un proceso que permite alcanzar mejores indicadores de rendimiento en el funcionamiento de las pilas de combustible de hidrógeno. Además, los ingenieros remarcaron que se obtienen excelentes temperaturas de funcionamiento y que no se requiere de un catalizador durante el proceso.

La investigación fue difundida mediante una nota de prensa de Purdue University, y además fue publicada en el AIChE Journal, una edición de la American Institute of Chemical Engineers. Asimismo, los resultados obtenidos fueron presentados recientemente en el último International Symposium on Chemical Reaction Engineering, desarrollado en Philadelphia.

Un mejor aprovechamiento del hidrógeno

El borano de amoníaco contiene un 19,6 por ciento de hidrógeno, un porcentaje elevado con relación a otros productos, pero que igualmente significa una cantidad relativamente pequeña con respecto al volumen de material que se necesita para almacenar grandes cantidades de hidrógeno. La clave del nuevo proceso está en la forma de liberar eficazmente el hidrógeno a partir de este compuesto.

Además de Arvind Varma, participaron en el equipo de trabajo Moiz Diwan, ingeniero principal de investigación en los laboratorios Abbott en Chicago, el investigador postdoctoral en Purdue Tae Hyun Hwang y el estudiante de doctorado Ahmad Al-Kukhun. Vale resaltar que la universidad ya ha presentado una solicitud de patente sobre la nueva tecnología.

Otra de las ventajas del nuevo proceso es que permite aprovechar los residuos de calor que producen las células de combustible para hacer funcionar el reactor de generación de hidrógeno en los vehículos. Es importante considerar que durante el funcionamiento del sistema se crea justamente un volumen considerable de residuos de calor, que en otros enfoques no puede capitalizarse.

Es que las pilas de combustible de hidrógeno que generan electricidad para hacer funcionar un motor eléctrico trabajan a unos 85 grados Celsius (185 grados Fahrenheit), cuando durante la termólisis el material debe ser calentado a más de 170 grados centígrados (330 grados Fahrenheit).

Resultados prometedores

De acuerdo a los resultados obtenidos durante la investigación, el proceso de hidrotermólisis permitió alcanzar alrededor de un 14 por ciento de concentración de hidrógeno en el borano de amoníaco, un porcentaje significativamente más alto que el rendimiento obtenido en otros sistemas experimentales reportados en la literatura científica sobre el tema.

Los investigadores determinaron que una concentración de 77 por ciento de borano de amoníaco es ideal para la producción de hidrógeno mediante el nuevo proceso. La investigación ha sido financiada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, y también ha obtenido una subvención a través del Energy Center en el Discovery Park de Purdue University.

Se espera que en un futuro cercano el proceso de hidrotermólisis pueda ser optimizado en mayor medida, hasta lograr que las células de combustible de hidrógeno permitan el funcionamiento de un vehículo o el mantenimiento de su autonomía durante un mínimo de 350 millas, antes de requerir la recarga de energía.

Al mismo tiempo, una investigación adicional busca desarrollar tecnologías de reciclaje para convertir los residuos acumulados en productos que puedan reutilizarse en el sistema. Vale destacar que esta nueva tecnología también puede aprovecharse para producir hidrógeno destinado a pilas de combustible a emplearse en dispositivos electrónicos portátiles, más allá de su uso en automóviles.