Investigadores del KIT superan a la NASA y logran un avance tecnológico hacia un sistema energético neutro en CO₂
Récord de autonomía y primera generación de electricidad con una turbina de gas de hidrógeno sin compresor
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Gran avance en la generación ecológica de electricidad con hidrógeno: Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han establecido un récord de tiempo de funcionamiento con una nueva turbina de gas sin compresor. El quemador, dotado de una revolucionaria tecnología de combustión por ganancia de presión, funcionó durante 303 segundos. Este logro no sólo supera el récord anterior de 250 segundos de la NASA, sino que también establece nuevas normas para el uso del hidrógeno en el suministro de energía, que -a diferencia del gas natural- puede producirse utilizando fuentes de energía renovables. A principios de este año, los investigadores lograron por primera vez generar electricidad con una turbina de gas de hidrógeno sin compresor mecánico. Del 20 al 24 de abril presentarán la turbina de gas en la Feria de Hannover.
Mientras que las pruebas anteriores sólo duraban fracciones de segundo -de lo contrario, las cámaras de combustión se fundirían-, el equipo del KIT ha ampliado ahora el tiempo de funcionamiento a más de cinco minutos. "Se trata de un paso importante hacia una energía del hidrógeno altamente eficiente y flexible para un sistema energético sin combustibles fósiles", explica el profesor Daniel Banuti, Director del Instituto de Tecnología y Seguridad de la Energía Térmica (ITES). La principal ventaja de esta tecnología es que no se necesita energía para comprimir el aire antes de la ignición. "Una turbina de gas convencional, como las que se utilizan en las centrales eléctricas o bajo las alas de los aviones, consume alrededor del 50% de su energía para comprimir el aire a la alta presión necesaria para una combustión eficiente, energía que luego no está disponible para la generación de electricidad", explica Banuti.
La combustión con ganancia de presión sustituye a la compresión mecánica
La turbina de gas sin compresor se basa en el principio de la combustión con ganancia de presión. A diferencia de las turbinas de gas convencionales, que necesitan aproximadamente la mitad de su potencia para comprimir el aire, este sistema genera la alta presión necesaria mediante ondas de detonación en el interior de la cámara de combustión. Estas ondas surgen de una inestabilidad fluidomecánica -patrones de ondas y vórtices en el flujo- completamente sin compresores mecánicos. Esto ahorra energía, reduce el número de piezas móviles y aumenta la eficiencia.
El hidrógeno como combustible ideal para turbinas de alto rendimiento
La tecnología no se limita al hidrógeno; sin embargo, el hidrógeno es especialmente adecuado porque reacciona con extrema rapidez y permite aumentos de presión estables. Esto abre la puerta a turbinas más ligeras, rentables y ultraeficientes para la generación de energía y, a largo plazo, para la aviación.
Primera generación de energía sin compresor
Acoplar una turbina a la cámara de combustión -y, en última instancia, generar electricidad- plantea otro reto técnico: "Es extremadamente difícil porque los procesos de combustión muy rápidos e intensos de la cámara dificultan la transferencia estable de energía a la turbina. Somos los primeros en hacer funcionar con éxito una turbina de este tipo y generar electricidad en el proceso", afirma Banuti.
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