Investigadors de la UA aconsegueixen emmagatzemar hidrogen en cristalls de gel a temperatura més gran i a pressions més baixes

Investigadors del Laboratori de Materials Avançats (LMA) de la Universitat d’Alacant (UA) han desenvolupat una tecnologia que permet emmagatzemar hidrogen a temperatura més gran i a pressions més baixes que les convencionals. Es basa en un carbó activat porós i químicament optimitzat que actua com un nanoreactor i pot contenir l’hidrogen a nanoescala en forma de cristalls de gel. La investigació, realitzada juntament amb el Laboratori Nacional d’Oak Ridge als EUA, ha sigut publicada en la prestigiosa revista científica Nature Communications.

«Hem sigut capaços d’introduir hidrogen en cristalls, similars al gel, en tan sols 7 minuts i a una pressió de 1.350 bars. Aquests cristalls estan confinats en les cavitats del carbó activat a una temperatura de 0°C», explica el catedràtic de Química Inorgànica de la UA Joaquín Silvestre. «Fins ara, aquest procés es podia dur a terme, però amb temps molt llargs i a pressions superiors a 2.000 bars. El nostre pròxim objectiu és aconseguir arribar per sota de 700 bar que és l’estàndard superior empleat en automoció», hi afig.

Des del 2015, els investigadors del LMA del Departament de Química Inorgànica de la Universitat d’Alacant han treballat en el desenvolupament de tècniques per a emmagatzemar hidrats de metà en les cavitats de materials porosos com el carbó. «Es tracta d’un model que es troba en la mateixa naturalesa ja que en el fons dels oceans i en el subsòl de regions fredes com Sibèria es formen estructures de gel que contenen metà», assenyala Silvestre. Un dels factors clau d’aquest últim treball publicat en Nature Communications és que el grup d’investigació ha aconseguit en qüestió de minuts, un procés que en la naturalesa requereix mesos i, fins i tot, anys.

En la imatge, detall del carbó activat on s’aprecien les cavitats més grans. Autor: Joaquín Silvestre (UA).

«El repte en aquesta ocasió ha sigut saber si podíem incorporar hidrogen, no present en la naturalesa, en aquest procés. És a dir, convertir l’aigua de les cavitats en cristalls d’hidrat», detalla Silvestre que ha treballat en aquest nou projecte al costat dels investigadors de la UA Judit Farrando, Manuel Martínez i Carlos Cuadrado. En aquest sentit, es tracta del primer grup d’investigació a nivell mundial que treballa en l’emmagatzematge d’hidrogen en base humida utilitzant el carbó com un nanoreactor.

L’hidrogen és l’element químic més abundant del planeta capaç de substituir els combustibles fòssils i contribuir així a la lluita contra el canvi climàtic. «Ja sabem que l’hidrogen és net i segur i sabem com generar-lo, però el repte actual és poder emmagatzemar-lo i transportar-lo», apunta Silvestre. Una de les opcions per a acumular l’hidrogen és en estat líquid, però és necessari mantenir-lo a una temperatura de -253°C. «Podem afirmar que utilitzant com nanoreactor el carbó activat podem emmagatzemar l’hidrogen a 0°C, prou temperatura per a mantenir els cristalls de gel», insisteix el catedràtic de la UA.

En definitiva, les cavitats del carbó permeten emmagatzemar una gran quantitat d’hidrogen en un espai molt petit optimitzant la pressió i les condicions tèrmiques. Aquests dos factors són claus per a dotar de més autonomia no sols els cotxes, sinó també transports que necessiten molt més combustible com els vaixells i els avions.