Aleaciones metálicas de baja presión de equilibrio para el almacenamiento de hidrógeno como hidruro metálico

Abstract

Las plantas descentralizadas de generación de electricidad en base a fuentes primarias de energía renovable requieren el uso de sistemas de almacenamiento de electricidad adecuados, tales como baterías recargables o electrolizadores productores de hidrógeno (Hosseini et al., 2016). La energía química del hidrógeno almacenado puede posteriormente reconvertirse en electricidad en celdas de combustible de alta eficiencia durante las horas de alta demanda. Para una mayor eficiencia del sistema de almacenamiento de hidrógeno en fase sólida como hidruro metálico se deben utilizar aleaciones metálicas de baja presión de equilibrio que se puedan cargar rápidamente sin necesidad de compresión adicional.Las aleaciones elegidas para cargar el almacenador con hidrógeno fueron MmNi0.7 Al0.3 (Mm= Mischmetal) y LaNi5, cuyas presiones de equilibrio a distintas temperaturas se determinaron a través de isotermas de presión-composición medidas en un equipo tipo Sievert portátil automático. Para las pruebas de carga se utilizó un electrolizador productor de hidrógeno tipo PEM, cuya presión máxima es de 0.85 MPa (abs) y un caudal máximo de hidrógeno de 1 L/min.Se evaluó el comportamiento del almacenador, conteniendo las aleaciones formadoras de hidruro caracterizadas previamente, monitoreando la presión interna (P) y las temperaturas de la pared externa (Te) y en el centro del contenedor (Ti), a diferentes velocidades de carga de hidrógeno (QH2) (Melnichuk et al., 2008).Se determinó la cantidad máxima de hidrógeno absorbido en cada una de las aleaciones seleccionadas a la presión y caudal máximos entregados por el electrolizador, con el almacenador inmerso en aire o en agua y a distintas temperaturas.Los resultados obtenidos muestran que la aleación LaNi5 contenida en el almacenador inmerso en aire presenta el comportamiento más satisfactorio durante el proceso de absorción de hidrógeno a 20 C, ya que se logra cargar rápidamente la aleación al 100 % de su capacidad.