La perspectiva del almacenamiento de hidrógeno utilizando portadores de hidrógeno orgánico líquido

Reducir las emisiones de CO2 es una prioridad global urgente. La implementación de un impuesto sobre el CO2, regulaciones estrictas y la inversión en energías renovables son algunas de las estrategias de mitigación actualmente en marcha. Para una transición fluida hacia la energía renovable, el problema del almacenamiento de energía debe abordarse de manera decisiva. Se considera que el hidrógeno es un portador de energía limpia; sin embargo, su baja densidad en condiciones ambiente hace que su almacenamiento sea un desafío. El almacenamiento de hidrógeno en sistemas de portadores de hidrógeno orgánico líquido (LOHC) tiene numerosas ventajas sobre los sistemas de almacenamiento convencionales. Lo más importante es que el almacenamiento y transporte de hidrógeno en forma de sistemas LOHC permite el uso de la infraestructura existente para combustibles. Desde un punto de vista termodinámico, el almacenamiento de hidrógeno en sistemas LOHC requiere un paso de hidrogenación exotérmico y un paso de deshidrogenación endotérmico. Curiosamente, la hidrogenación y la deshidrogenación se pueden llevar a cabo al mismo nivel de temperatura. Bajo altas presiones de hidrógeno (típicamente por encima de 20 bar proporcionadas por electrólisis o reformado de metano), ocurre la carga de LOHC y tiene lugar la hidrogenación catalítica. Bajo bajas presiones de hidrógeno (típicamente por debajo de 5 bar), se produce la liberación de hidrógeno del sistema LOHC. La liberación de hidrógeno de los sistemas LOHC cargados está siempre en conflicto entre la producción de hidrógeno altamente densa en energía y la estabilidad de LOHC durante muchos ciclos de carga/descarga. Por lo tanto, discutimos el papel de diferentes materiales catalizadores en la productividad de hidrógeno y la estabilidad de LOHC. También se describe el uso de técnicas de teoría de funcionales de densidad para determinar energías deadsorción e identificar pasos limitantes en los procesos de conversión de LOHC. Además, el rendimiento de una unidad de deshidrogenación de LOHC depende en gran medida de la configuración del reactor aplicada. La implementación industrial de la tecnología LOHC ha comenzado, pero aún se encuentra en una etapa temprana. Relacionado con esto, hemos identificado escenarios de aplicación prometedores para el mercado energético sudafricano.