IPN desarrolla Sistema híbrido solar-hidrógeno para iluminación

[box3l]

* El esqueleto del Hindenburg  estaba armado con varas de manera, cuerdas de seda y laca. Para la cubierta se usó tela de algodón, recubierta primero con una capa de acetato de celulosa (uno de los componentes de la pólvora) y finalmente  aluminio metálico. El incendió se inició por una chispa de electricidad estática, que causó que el aluminio de la cubierta se incendiara y con él todo el material.
También se tiene registro de que el hidrógeno se consumió en tan sólo 37 segundos. El fuego que se aprecia en fotos se debe a los materiales y al combustible disel que alimentaba los motores del globo.

[/box3l]

A pesar de ser considerado como una alternativa viable de combustible, el hidrógeno no es bien visto, debido a que es altamente explosivo al reaccionar con el oxígeno. Su mala fama se agravó después del accidente del Hindenburg en 1937, aunque hoy se sabe que intervinieron otros factores*. Actualmente, la generación de energía eléctrica es su uso más prometedor, pero el método de combustión con que se logra tiene poco rendimiento y resulta contaminante al generar dióxido de nitrógeno. Frente a estos inconvenientes el Instituto Politécnico Nacional desarrolló un sistema que genera electricidad, pero en combinación con paneles solares. La energía generada, además de ser más limpia, se utiliza para iluminación de bajo consumo.

La doctora Rosa de Guadalupe González Huerta, de la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (ESIQIE) y titular de la investigación, nos platicó sobre este sistema que promueve el uso del hidrogeno como combustible. “La idea es utilizar las energías renovables» como el hidrogeno, que en este caso se genera por medio de un proceso de electrólisis del agua y se almacena en tanques especiales para posteriormente alimentar una celda de combustible de 150 W, diseñada e integrada en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV). El prototipo cuenta con un sistema fotovoltaico de seis paneles solares, un electrolizador que genera 200 centímetros cúbicos de hidrógeno por minuto y dos lámparas LED de 25 W con alta luminosidad.

El sistema fotovoltaico almacena energia para producir la reacción química en la que se produce el hidrógeno: al separar la molécula del agua, el gas que finalmente resulta se almacena en un tanque de desplazamiento con la que se alimenta la celda de combustible generando una corriente directa para encender las lámparas LED. A pesar de que el proyecto inicialmente está pensado para iluminación, “sirve como base para implementarse en viviendas sustentables, donde se podría alimentar de energía a otros aparatos electrodomésticos».

 

La propuesta del Politécnico almacena el hidrogeno por medio de presión y temperatura ambiente, evitando así el uso de baterías contaminantes y costos de mantenimiento. Pero se está buscando la forma de almacenar mayores cantidades, esto porque “para almacenar una cantidad determinada de masa de hidrogeno es necesario mucho volumen, por ello se requiere de almacenamiento eficiente. Hay sistemas como el de hidruros donde el hidrogeno se hace un reactivo, porque en lugar de almacenarlo como gas, reacciona y genera un compuesto químico estable».

González Huerta indicó que el proyecto del Sistema híbrido solar-hidrógeno pudo desarrollarse gracias al apoyo de la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación del Distrito Federal y la empresa Solergia, con lo que se contribuyó a la vinculación entre academia y empresa, “algo que hace mucha falta en México» . Gracias a la participación de ésta el proyecto pudo desarrollarse en un año, debido a que proporcionó el equipo necesario en poco tiempo.

A decir de la académica, es necesario crear en México una cultura que fomente el uso de tecnologias limpias, pues aunque podría parecer que el uso del hidrógeno es novedoso, existen países como Alemania y Estados Unidos que ya tienen instaladas hidrogeneras y se espera que en los próximos años aumente el número,  “mientras que en México no se conoce ninguna».

Actualmente está abierta una convocatoria del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) para proyectos de laboratorios nacionales, donde un grupo de trabajo encabezado por la Sociedad Mexicana del Hidrógeno, a la que pertenece la doctora González, tiene la propuesta de la creación del Laboratorio Nacional de Hidrógeno. También, el pasado mes de febrero se presentó en la Cámara de Senadores una iniciativa de ley para que se reconozca al hidrógeno como un combustible, “eso es sumamente importante para nosotros  porque este elemento es considerado en México como una materia prima y una gran cantidad de industrias la utilizan».

Por su parte, Jorge Olmedo Gutiérrez consideró que “la importancia que tiene el hidrógeno es, en primer lugar, el uso como combustible» porque “ya no podemos seguir con las mismas tecnologías como el petróleo y otros hidrocarburos. Otro aspecto es el de ir a la vanguardia al igual que otros países, por eso desarrollar un Laboratorio Nacional de Hidrogeno significaría desarrollar tecnología competitiva. En el aspecto ambiental, es mejor producir energía a partir de hidrógeno que de gasolina o disel, porque la reacción química de combustión produce dióxido de carbono, y aunque, incluso nosotros lo producimos, el problema real es la cantidad generada».

Frente a la propuesta de la creación de Laboratorio Nacional, el Conacyt solicitó un documento denominado “Plan Nacional de Hidrógeno», donde se determinaron la cantidad de instituciones e investigadores que trabajan con este elemento, también las líneas de investigación con mayor y menor fortaleza, de esa manera concluyeron que su creación es factible debido a que “se cuenta con una masa crítica de investigadores y una infraestructura de equipo básico para su implementación inmediata».

Finalmente, la investigadora destacó que el equipo de investigación está integrado por el doctor Omar Solorza Feria, investigador del Departamento de Química del Cinvestav, quien desarrolló la celda de combustible, componente importante del sistema. Asimismo, Armando Yunes Cano, estudiante de la maestría en Tecnología Avanzada en el Centro de Investigación e Innovación Tecnológica, que apoyó en el diseño digital de la celda de combustible y Jorge Olmedo Gutiérrez, alumno de cuarto semestre de la carrera de Ingeniería Química Industrial de la ESIQIE, quien trabaja para desarrollar un sistema de control automatizado para el manejo integral del sistema híbrido.

Actualmente este desarrollo es utilizado para un proyecto integral: acondicionar una vivienda sustentable instalada, con la idea de complementarla con tecnologías del hidrógeno para tener mayor autonomía, sin causar daño al medio ambiente.