MATERIALES ACUMULADORES DE ENERGÍA: NANOCONFINAMIENTO DE HIDRUROS PARA LA LIBERACIÓN REVERSIBLE DE HIDRÓGENO

AURELIEN GASNIER

La Plata

Workshop; I Encuentro de Energías Renovables; 2018

YTEC

El nanoconfinamiento de los hidruros en una matriz mesoporosa es una alternativa relativamente joven (2008) que se estudia en nuestro laboratorio. Su principio consiste en reducir las distancias de difusión de Li+ y BH4- por un lado, y por otro lado desestabilizar su estructura cristalina. Su interés frente a la molienda mecánica es que el compuesto nanoconfinado no vuelva a aglomerarse. Nuestro aporte es combinar esta metodología con otras como el dopado de la matriz con grafeno, heteroátomos y nanopartículas metálicas. Se pretende aprovechar de los métodos combinatorios para generar una biblioteca importante y original de materiales porosos aplicado al nanoconfinamiento de hidruros. Hemos empezado por el estudio de LiBH4 pero esta metodología se puede aplicar a otros hidruros.El hidrógeno esta generalmente asociado al reemplazo de combustible fósiles líquidos (nafta, gasoil) en vehículos autónomos. No obstante, es un área de aplicación extremadamente competitiva que enfrenta múltiples desafíos (peso, volumen, seguridad, rapidez de carga) que en realidad son muy difíciles de superar. El caso de las viviendas tiene un alcance tan amplio, pero suma mucho menos restricciones técnicas. Proponer un dispositivo del tamaño de un tanque de agua caliente que permite usar la energía producida durante el día con una fuente renovable, potencializa el beneficio que brinda por e.j. un panel solar al particular. En promedio se puede estimar a 3 kW.h el uso energético diario de los aparatos intermitentes (luz, TV, PC? excluyendo heladera de uso continuo y sistemas de calefacción), o sea 10 MJ. La combustión de 1 kg de H2 produce 140 MJ, entonces se necesitan 100 g de H2 para producir una cantidad de calor equivalente. Considerando los rendimientos muy altos (> 50 %) de las celdas de combustible se necesita menos de 200 g de H2 para convertir esta energía en forma eléctrica. Con un material que tenga una capacidad de almacenamiento de H2 de 2 % (considerando con un margen alto el peso de la matriz carbonosa, y la limitación en temperatura para lograr una reversibilidad confiable) se necesitaría 10 kg de material almacenador. Con una densidad de 0,67 kg/l para el LiBH4, se puede estimar que un tanque de 50 litros sería más que suficiente para contener el material nanoconfinado. Es claro que produciendo la electricidad donde se necesita y liberándola cuando se necesita, se ahorra un desgaste normalmente asociado a su transporte (10 %) en particular en hogares remotos.