16.08.2022 - University of Technology, Sydney

Los investigadores desarrollan una nueva pila de combustible de hidrógeno de carga rápida

Un nuevo diseño de almacenamiento de hidrógeno en estado sólido podría reducir significativamente los tiempos de carga

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Sídney (UTS) y la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT) han desarrollado un nuevo método para mejorar los tiempos de carga de las pilas de combustible de hidrógeno en estado sólido.

El hidrógeno está ganando mucha atención como forma eficiente de almacenar "energía verde" procedente de energías renovables como la eólica y la solar. El gas comprimido es la forma más común de almacenamiento de hidrógeno, pero también puede almacenarse en estado líquido o sólido.

El Dr. Saidul Islam, de la Universidad Tecnológica de Sídney, dijo que el almacenamiento de hidrógeno sólido, y en particular el hidruro metálico, está atrayendo el interés porque es más seguro, más compacto y de menor coste que el gas comprimido o el líquido, y puede absorber y liberar hidrógeno de forma reversible.

"La tecnología de almacenamiento de hidrógeno en hidruros metálicos es ideal para la producción de hidrógeno in situ a partir de la electrólisis renovable. Puede almacenar el hidrógeno durante largos periodos de tiempo y, una vez que se necesita, puede convertirse en gas o en una forma de energía térmica o eléctrica cuando se convierte a través de una pila de combustible", dijo el Dr. Islam.

"Las aplicaciones incluyen compresores de hidrógeno, baterías recargables, bombas de calor y almacenamiento de calor, separación de isótopos y purificación de hidrógeno. También puede servir para almacenar hidrógeno en el espacio, para utilizarlo en satélites y otras tecnologías espaciales "verdes"", dijo.

Sin embargo, uno de los problemas del hidruro metálico para el almacenamiento de energía de hidrógeno ha sido su baja conductividad térmica, que hace que los tiempos de carga y descarga sean lentos.

Para solucionar este problema, los investigadores desarrollaron un nuevo método para mejorar los tiempos de carga y descarga del hidrógeno en estado sólido. El estudio: Design optimization of a magnesium-based metal hydride hydrogen energy storage system (Optimización del diseño de un sistema de almacenamiento de energía de hidrógeno basado en el magnesio) se ha publicado recientemente en la revista Scientific Reports.

La primera autora, Puchanee Larpruenrudee, candidata al doctorado en la Escuela de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica de la UTS, afirma que una eliminación más rápida del calor de la pila de combustible sólida se traduce en tiempos de carga más rápidos.

"Se han diseñado varios intercambiadores de calor internos para su uso con el almacenamiento de hidrógeno de hidruro metálico. Entre ellos se encuentran los tubos rectos, el serpentín helicoidal o los tubos en espiral, los tubos en forma de U y las aletas. El uso de un serpentín helicoidal mejora significativamente la transferencia de calor y masa dentro del almacenamiento.

"Esto se debe a la circulación secundaria y a que tiene más superficie para la eliminación del calor del polvo de hidruro metálico al fluido refrigerante. Nuestro estudio ha desarrollado una bobina helicoidal para aumentar el rendimiento de la transferencia de calor".

Los investigadores desarrollaron una bobina semicilíndrica como intercambiador de calor interno, que mejoró significativamente el rendimiento de la transferencia de calor. El tiempo de carga del hidrógeno se redujo en un 59% al utilizar la nueva bobina semicilíndrica en comparación con un intercambiador de calor de bobina helicoidal tradicional.

Ahora están trabajando en la simulación numérica del proceso de desorción del hidrógeno y siguen mejorando los tiempos de absorción. El intercambiador de calor de bobina semicilíndrica se seguirá desarrollando con este fin.

Por último, los investigadores pretenden desarrollar un nuevo diseño para el almacenamiento de energía de hidrógeno, que combinará otros tipos de intercambiadores de calor. También esperan trabajar con socios de la industria para investigar el rendimiento real de los depósitos basándose en el nuevo intercambiador de calor.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

University of Technology, Sydney

Recommiende artículo PDF / Imprimir artículo

Compartir

Hechos, antecedentes, expedientes
  • pilas de combustible
  • hidrógeno
  • intercambiadores de calor
  • pilas de combustibl…
  • almacenamiento de hidrógeno
  • hidruros metálicos
Más sobre University of Technology, Sydney
Más sobre QUT
  • Noticias

    Luz verde para una nueva generación de materiales dinámicos

    El desarrollo de materiales sintéticos tan dinámicos como los que se encuentran en la naturaleza, con propiedades que cambian reversiblemente y que podrían utilizarse en la fabricación, el reciclaje y otras aplicaciones, es un fuerte enfoque para los científicos. En una primicia mundial, lo ... más