Almacenamiento del hidrógeno
El uso cada vez mayor del hidrógeno plantea la necesidad de contar con formas seguras y económicas de almacenamiento.
Como el hidrógeno tiene excelentes propiedades de transporte y almacenamiento ( comparado con la electricidad ), y como además puede ser convertido eficientemente en otras formas secundarias de energías, el almacenamiento de ésta última puede realizarse en forma muy conveniente por medio del hidrógeno. Los problemas del almacenamiento de energía están, pues, estrechamente vinculados a los de almacenamiento de hidrógeno. El almacenamiento de hidrógeno puede efectuarse en estado gaseoso ( en general a altas presiones ), en estado líquido ( a muy bajas temperaturas-aprox. 20 K- ), o en estado sólido en forma de hidruros metálicos ( a presiones bajas ). Según de que aplicación se trate, cada una de las distintas formas de almacenamiento será más o menos conveniente.
1 Almacenamiento como gas
La baja densidad del hidrógeno gaseoso es una desventaja, ya que implica que el almacenamiento requerirá grandes volúmenes y altas presiones. El almacenamiento subterráneo en cavernas y minas abandonadas es muy conveniente y económico para la acumulación de grandes cantidades de hidrógeno. Esta forma se emplea también para el gas natural, y se utilizan presiones de hasta 160 bar.
El almacenamiento en recipientes de alta y media presión se usa también en pequeña escala. La baja densidad del hidrógeno es una desventaja ya que implica que se puede almacenar menos energía por unidad de volumen que con otros gases comprimidos. Además, la seguridad es otro aspecto limitante. Por esta razón, el almacenamiento de hidrógeno en forma de gas comprimido tendrá escasa aplicación en el almacenamiento masivo de energía en forma de hidrógeno.
2 Almacenamiento como líquido criogénico
Debido al bajo punto de ebullición del hidrógeno ( aproximadamente 20K ), se requieren recipientes criogénicos para mantener tan bajas temperaturas. Tiene la ventaja de que puede almacenarse energía con alta densidad y que el peso del contenedor es más bajo para igual cantidad de energía almacenada que en los otros métodos. Pero las bajas temperaturas requeridas traen aparejados problemas de seguridad, además del hecho de que en la licuefacción se consume una alta fracción de energía almacenada como hidrógeno líquido. Por otra parte el costo de una unidad de licuefacción se consume una alta fracción de energía almacenada como hidrógeno líquido. Por otra parte el costo de una unidad de licuefacción es comparativamente elevado. En las aplicaciones dónde el peso es el factor más importante ( como el caso de la aeronavegación ), la forma más conveniente de almacenamiento del hidrógeno es como líquido criogénico.
3 Almacenamiento en forma sólida como hidruros metálicos
El hidrógeno tiene una tercer forma de ser almacenado que le es característica y que no existe en el caso de otros combustibles líquidos o gaseosos: el hidrógeno reacciona con distintos metales o compuestos intermetálicos formando hidruros. Estos pueden guardar aún más hidrógeno por unidad por unidad de volumen que el hidrógeno líquido. Como bajo adecuadas condiciones de temperatura y presión esta reacción es reversible, una dada masa metálica puede ser cargada y descargada un número prácticamente ilimitado de veces, pudiendo utilizarse como un tanque para el almacenamiento sólido del hidrógeno.
Esta forma de almacenamiento es apta para reservorios de pequeña y mediana escala. Tiene la ventaja que se requieren bajas presiones ( menores que 101 atm. ) y que éstos almacenadores son muy seguros, pues en caso de producirse una pérdida brusca de oxígeno, el sistema reaccionará inhibiendo la producción de liberaciones adicionales del gas. La ventaja de esta forma de almacenamiento es el peso relativamente alto asociado al material absorbente: en el mejor de los casos se llega a aproximadamente el 7% del peso del hidrógeno total. Esto impide la utilización de este método en el caso de la aeronavegación, por ejemplo, tiene escasa relevancia en el caso de unidades estacionarias de almacenamiento.
El almacenamiento del hidrógeno como hidruros es especialmente útil y conveniente en el caso de pequeños sistemas energéticos aislados, como ser hogares en zonas rurales, dónde la electricidad puede generarse a partir de las energías eólica, solar o pequeñas plantas hidroeléctricas. Vemos que todo esto resulta útil para las poblaciones de nuestra Patagonia.