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“La Argentina avanza en el desarrollo de celdas de combustible”

 

Según Horacio Corti, investigador del CONICET y la CNEA

El país viene respaldando distintos proyectos orientados a impulsar el aprovechamiento energético del hidrógeno.

Así lo afirma el especialista Horacio Corti, quien resalta el apoyo financiero del MinCyT para desarrollar celdas de combustible PEM y los esfuerzos de otras instituciones a fin de promover el uso del vector en el transporte, entre otras iniciativas.

ENTREVISTA PUBLICADA EN http://revistapetroquimica.com

De acuerdo con Horacio Corti, investigador principal del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), hoy existen interesantes iniciativas para estudiar y desarrollar las posibilidades energéticas del hidrógeno en la Argentina. “El Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva (MinCyT) financia proyectos de áreas estratégicas (PAE), como el PAE 36.985, cuyo objetivo es la producción, purificación y su uso como vector energético en celdas de combustible ‘Proton Exchange Membrane’ (PEM). Se trata del emprendimiento relacionado con el hidrógeno más importante en el país, que ya está obteniendo algunos resultados y formando recursos humanos en el tema”, asegura el especialista, en diálogo con este medio.

Otra propuesta de importancia, apunta, es la introducción de hidrógeno (en proporciones del orden del 10%) en el gas natural comprimido (GNC) para su uso en el transporte. “Este proyecto se desarrolla en la Universidad Tecnológica Nacional (UTN) con participación de la CNEA”, indica.

Según sus palabras, la CNEA tiene una larga tradición en el estudio de este recurso. “Hay grupos de investigación tanto en el Centro Atómico de Constituyentes (CAC) como en el de Bariloche, trabajando en preparación y caracterización de materiales para celdas PEM y SOFC, además de avanzar en materia de almacenamiento de hidrógeno en aleaciones metálicas”, señala.

En particular, el grupo que dirige Corti en el CAC participa del proyecto PAE 36.985 y desarrolla nuevas membranas y catalizadores para celdas PEM. “También tenemos experiencia en el desarrollo de celdas PEM alimentadas con metanol, que pueden reemplazar a baterías en equipos electrónicos portátiles”, asegura.

En su opinión, debe remarcarse, además, que existe una Ley del Hidrógeno (la 26.123), cuya reglamentación –que aún se encuentra pendiente– le daría un impulso importante al sector, pues permitiría financiarlo con recursos provenientes de un Fondo para la Promoción del Hidrógeno contemplado por dicha normativa.

¿Puede el hidrógeno convertirse en “el combustible del futuro”?, preguntamos a Corti.

Primero hay que aclarar que el hidrógeno no es una fuente primaria de energía, dado que no se encuentra como tal en la naturaleza, sino que debe producirse a partir de compuestos que lo contengan (combustibles fósiles, agua o biomasa).

El concepto de “economía de hidrógeno” ha sido formulado hace varias décadas, pero todavía sigue siendo sólo un “concepto”, ya que –por razones económicas y técnicas– aún no es viable reemplazar el crudo por hidrógeno. Sin embargo, la creciente preocupación por la sustentabilidad energética a nivel mundial permite avizorar en pocas décadas un creciente avance de este vector energético junto con un repliegue en el uso de petróleo, gas y carbón.

Si esta “descarbonización” del planeta estuviera apoyada con incentivos económicos a las energías limpias y renovables y castigos al uso de combustible fósil, los plazos hacia la “economía del hidrógeno” se acortarían.

Desde el punto de vista técnico, los mayores desafíos se vinculan con la mejora de las tecnologías que llevan a su producción y utilización. Entre ellas está el reformado de etanol y metanol, la electrólisis del agua (sobre todo la de alta temperatura), la descomposición fotoquímica del agua usando radiación solar y la biogeneración de hidrógeno con bacterias o algas.

En suma, la utilización eficiente y competitiva del hidrógeno con combustibles fósiles requiere una mejora técnica y menores costos de celdas de combustible de baja temperatura (para uso vehicular) y de alta temperatura (para usos estacionarios).

¿Cuáles son los campos más propicios para el aprovechamiento del hidrógeno en las celdas? 

Hay que tener en cuenta que existen varios tipos de celdas de combustible que se diferencian por el tipo de electrolito (conductor de carga iónica) que utilizan. Las celdas de baja temperatura (menos de 100 oC) emplean soluciones acuosas alcalinas (como las usadas por la NASA en su programa espacial de la década del 60) o membranas conductoras de protones (PEM).

Hay celdas que operan a 200 oC  utilizando ácido fosfórico concentrado como electrolito y otras que operan a temperaturas aún mayores utilizando carbonatos fundidos (500 oC) o electrolitos sólidos (800 oC-1.000 oC). Los requerimientos de pureza de hidrógeno son más exigentes en las celdas de baja temperatura pues, por ejemplo, trazas de monóxido de carbono pueden envenenar los catalizadores de base platino.

Sin duda, el campo más propicio para el aprovechamiento del hidrógeno en celdas PEM de baja temperatura es el uso vehicular. Las celdas de combustible tienen un rendimiento energético que duplica el alcanzado con motores de combustión interna, por lo que –aun cuando el hidrógeno sea producido por reformado de combustible fósil– las emisiones de dióxido de carbono serían mucho menores.

Y si el hidrógeno se generara por electrólisis del agua a partir de energía eólica o solar, tendríamos realmente un vehículo de emisión cero.

¿En qué plazos cree que se generalizará el uso de las celdas de combustible?

Por ahora, los costos de impulsar un vehículo eléctrico con celdas de combustible son mayores que los de hacerlo con nafta (además, el costo del vehículo es mayor), pero casi todas las grandes empresas de automóviles están desarrollando vehículos eléctricos que pueden funcionar con baterías avanzadas o celdas PEM.

Si bien actualmente las baterías de litio parecen una solución transitoria, las limitaciones que impone su baja densidad de energía hacen pensar que el futuro de los vehículos eléctricos pasa por la mejora en la durabilidad y costos de las celdas PEM. No obstante, hay proyecciones confiables que vislumbran la posibilidad de cientos de miles de autos eléctricos circulando a partir de 2020.

Actualmente, el uso de las celdas PEM se restringe a un mercado acotado principalmente al sector de comunicaciones, en unidades de potencia de alrededor de 5 kilowatts, reemplazando a baterías de plomo ácido como fuentes de back up. Ya hay empresas en la Argentina que comercializan estas celdas PEM alimentadas con hidrógeno.

Las celdas de alta temperatura, principalmente las de óxido sólido (SOFC), están orientadas a uso estacionario en grandes potencias (entre 1 y 10 megawatts), aunque ya existen prototipos de unos pocos kilowatts para usos domiciliarios.

Si el concepto de energía distribuida se extiende en los próximos años, las SOFC serán una alternativa interesante por su alta eficiencia energética (80%-90% en cogeneración) y porque su alta temperatura de operación puede reformar combustible fósil in situ o tener un menor requerimiento en la pureza del hidrógeno.

Finalmente, no debe descartarse el uso de hidrógeno o metanol en miniceldas de combustible que reemplacen a las baterías de Li-ion en equipos electrónicos portátiles. En este caso, los costos son competitivos y las celdas poseen la ventaja de no tener tiempo de recarga. Basta cambiar un cartucho con hidrógeno agotado por otro para que el equipo siga funcionando.

Como ejemplo, puede decirse que sólo en la Argentina hay 50 millones de celulares, que a una potencia promedio de 800 miliwatts representan una potencia distribuida de 40 megawatts. Algunos de estos dispositivos se encuentran en etapa de prototipo y se espera que irrumpan en el mercado masivo en esta década.

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