Actualmente, las tecnologías de almacenamiento de hidrógeno más comunes incluyen el almacenamiento gaseoso a alta presión, el almacenamiento criogénico de líquidos y el almacenamiento en estado sólido. Entre estas, el almacenamiento gaseoso a alta presión se ha consolidado como la tecnología más madura debido a su bajo coste, rápida recarga de hidrógeno, bajo consumo energético y estructura simple, lo que la convierte en la tecnología preferida para el almacenamiento de hidrógeno.
Cuatro tipos de tanques de almacenamiento de hidrógeno:
Además de los nuevos tanques compuestos Tipo V sin revestimiento interno, han ingresado al mercado cuatro tipos de tanques de almacenamiento de hidrógeno:
1. Tanques totalmente metálicos Tipo I: Estos tanques ofrecen mayor capacidad a presiones de trabajo de 17,5 a 20 MPa, con costos más bajos. Se utilizan en cantidades limitadas para camiones y autobuses de GNC (gas natural comprimido).
2. Tanques compuestos con revestimiento metálico Tipo II: Estos tanques combinan revestimientos metálicos (normalmente de acero) con materiales compuestos enrollados en dirección circular. Ofrecen una capacidad relativamente grande a presiones de trabajo de entre 26 y 30 MPa, con costos moderados. Se utilizan ampliamente en vehículos de GNC.
3. Tanques totalmente compuestos Tipo III: Estos tanques presentan una menor capacidad a presiones de trabajo de entre 30 y 70 MPa, con revestimientos metálicos (acero/aluminio) y un mayor costo. Se utilizan en vehículos ligeros de pila de combustible de hidrógeno.
4. Tanques compuestos revestidos de plástico tipo IV: Estos tanques ofrecen menor capacidad a presiones de trabajo entre 30 y 70 MPa, con revestimientos fabricados en materiales como poliamida (PA6), polietileno de alta densidad (HDPE) y plásticos de poliéster (PET).
Ventajas de los tanques de almacenamiento de hidrógeno tipo IV:
Actualmente, los tanques Tipo IV se utilizan ampliamente en los mercados globales, mientras que los tanques Tipo III aún dominan el mercado de almacenamiento de hidrógeno comercial.
Es bien sabido que cuando la presión de hidrógeno supera los 30 MPa, puede producirse una fragilización irreversible por hidrógeno, lo que provoca la corrosión del revestimiento metálico y la aparición de grietas y fracturas. Esta situación puede provocar fugas de hidrógeno y una posterior explosión.
Además, el aluminio metálico y la fibra de carbono en la capa del bobinado presentan una diferencia de potencial, lo que hace que el contacto directo entre el revestimiento de aluminio y el bobinado de fibra de carbono sea susceptible a la corrosión. Para evitarlo, los investigadores han añadido una capa anticorrosiva de descarga entre el revestimiento y la capa del bobinado. Sin embargo, esto aumenta el peso total de los tanques de almacenamiento de hidrógeno, lo que incrementa las dificultades logísticas y los costos.
Transporte seguro de hidrógeno: una prioridad:
En comparación con los tanques Tipo III, los tanques de almacenamiento de hidrógeno Tipo IV ofrecen ventajas significativas en términos de seguridad. En primer lugar, los tanques Tipo IV utilizan revestimientos no metálicos compuestos de materiales compuestos como poliamida (PA6), polietileno de alta densidad (HDPE) y plásticos de poliéster (PET). La poliamida (PA6) ofrece excelente resistencia a la tracción, resistencia al impacto y alta temperatura de fusión (hasta 220 °C). El polietileno de alta densidad (HDPE) exhibe excelente resistencia al calor, resistencia al agrietamiento por tensión ambiental, tenacidad y resistencia al impacto. Gracias al refuerzo de estos materiales compuestos plásticos, los tanques Tipo IV demuestran una resistencia superior a la fragilización por hidrógeno y la corrosión, lo que resulta en una mayor vida útil y seguridad. En segundo lugar, la ligereza de los materiales compuestos plásticos reduce el peso de los tanques, lo que resulta en menores costos logísticos.
Conclusión:
La integración de materiales compuestos en los tanques de almacenamiento de hidrógeno Tipo IV representa un avance significativo en la mejora de la seguridad y el rendimiento. La adopción de revestimientos no metálicos, como la poliamida (PA6), el polietileno de alta densidad (HDPE) y los plásticos de poliéster (PET), proporciona una mayor resistencia a la fragilización por hidrógeno y la corrosión. Además, la ligereza de estos materiales compuestos plásticos contribuye a la reducción del peso y los costos logísticos. A medida que los tanques Tipo IV se generalizan en los mercados y los tanques Tipo III se mantienen como dominantes, el desarrollo continuo de las tecnologías de almacenamiento de hidrógeno es crucial para aprovechar al máximo su potencial como fuente de energía limpia.
Hora de publicación: 17 de noviembre de 2023