Una tecnología segura y rentable para suministrar hidrógeno a los vehículos con pila de combustible
Las ERH son el elemento clave de cualquier cadena de suministro de combustible de hidrógeno, ya que actúan como nexo entre los diversos conceptos posibles de suministro de hidrógeno y los vehículos de los usuarios finales. La función principal de las ERH es la compresión y la amortiguación rentables, eficientes y fiables del hidrógeno de alta presión con vistas a su suministro. La tecnología de compresión actual es mecánica y fue originalmente desarrollada para entornos industriales, donde el funcionamiento es estable y se siguen normas de mantenimiento precisas. El uso de esa tecnología en las estaciones de repostaje, en las que el funcionamiento es discontinuo y la supervisión es limitada, plantea problemas respecto a los costes y la fiabilidad.
Un nuevo planteamiento
El proyecto H2REF, financiado con fondos europeos, abordó esta función de compresión y amortiguación para el repostaje de vehículos de pasajeros con pila de combustible de hidrógeno a fin de promover un nuevo proceso de compresión y amortiguación. «Esto se basa en el uso de acumuladores hidroneumáticos, que ofrecen una solución más fiable y económica, a la vez que mejoran enormemente el rendimiento», dice el coordinador del proyecto, Frederic Barth. El consorciose propuso desarrollar y validar una tecnología novedosa para el repostaje de vehículos ligeros impulsados por hidrógeno gaseoso basada en el uso de acumuladores de vejiga para realizar la compresión y amortiguación del hidrógeno. «El suministro de hidrógeno a los vehículos ligeros implica amortiguación además de compresión, porque el hidrógeno de alta presión debe acumularse antes de su distribución. De hecho, no sería rentable hacer que toda la compresión necesaria se lleve a cabo solo cuando se está repostando», explica Barth. Los socios del proyecto investigaron la función de compresión y amortiguación para el repostaje de vehículos de pasajeros de 70 MPa (700 bar). Esto abarcó todas las actividades necesarias para el desarrollo de un novedoso sistema de compresión y amortiguación hidráulico, que es muy rentable y fiable, desde el nivel 3 de preparación tecnológica (concepto probado experimentalmente) hasta el nivel 6 (tecnología demostrada en un entorno pertinente).
Retos superados
El diseño del proceso implicó varios retos importantes. «Por ejemplo, nunca antes se habían desarrollado acumuladores de vejiga que funcionaran a las presiones tan elevadas que son necesarias para el suministro de hidrógeno (hasta 900 bar). Además, la gran abertura requerida para la sustitución de la vejiga lo hacía especialmente difícil», apunta Barth. Además, el material elastómero (también conocido como goma) del que está hecho el acumulador de vejiga puede resultar gravemente dañado por el hidrógeno que absorbe a través de la liberación de hidrógeno dentro del material al disminuir la presión. Por ello, los investigadores probaron materiales elastómeros para identificar aquellos capaces de soportar las condiciones de funcionamiento. El hidrógeno también penetra a través de las paredes de la vejiga en el aceite hidráulico. Barth comenta: «Hacer funcionar un sistema hidráulico con hidrógeno era algo totalmente nuevo, por lo que era necesario encontrar una solución para mantener la seguridad en tales condiciones. H2REF demostró que los desafíos técnicos asociados a este planteamiento podían superarse mediante un proceso plenamente desarrollado, así como un sistema prototipo industrial en contenedores a gran escala que funcionara y se evaluara con éxito en un circuito cerrado». Gracias a su escalabilidad, la novedosa combinación de tecnologías maduras (la hidráulica y los acumuladores) desarrollada por H2REF posiblemente suponga un punto de inflexión a la hora de abordar los requisitos de durabilidad y capacidad del suministro de hidrógeno, tanto en vehículos ligeros como pesados, y ayude a su comercialización. «Los conocimientos adquiridos permitirán que el desarrollo posterior se centre en la optimización de los componentes, el diseño para la fabricación y el mantenimiento, una mayor demostración y el desarrollo de una gama de productos para estaciones de servicio de diferente tamaño, lo que acercará esta tecnología innovadora al mercado», concluye Barth.
Palabras clave
H2REF, hidrógeno, compresión, amortiguación, repostaje, acumuladores, vehículo con pila de combustible, acumulador de vejiga
