Así funciona un motor de hidrógeno. Orígenes de la tecnología de cohetes

En el futuro, los camiones y otros vehículos pesados ​​estarán cada vez más equipados con propulsores alternativos si sus fabricantes no quieren pagar multas por emisiones excesivas de gases de efecto invernadero. El hidrógeno tiene un gran potencial aquí. Tiene una alta densidad energética , se puede repostar rápidamente, se puede convertir en electricidad para motores eléctricos en pilas de combustible o se puede utilizar directamente en motores de combustión.

En forma líquida , el hidrógeno tiene una densidad de energía aún mayor que en forma gaseosa. Para que puedas ir más lejos con el mismo volumen. Por lo tanto, Salzburger Aluminium Group (SAG) está desarrollando tanques criogénicos para camiones en los que el hidrógeno líquido se puede almacenar a menos 250 grados Celsius.

Orígenes de la tecnología de cohetes

En forma gaseosa, el hidrógeno se comprime hasta 700 bar y se almacena en tanques de presión especiales. En comparación con los tanques para combustibles convencionales, son relativamente voluminosos. Los tanques criogénicos, por otro lado, requieren menos espacio. "Se pueden instalar en camiones en el mismo lugar donde se encuentran normalmente los tanques de diésel. Eso facilita las cosas para el fabricante del vehículo", explica Johannes Winklhofer, jefe del departamento de investigación y desarrollo de SAG. "Con el almacenamiento gaseoso, los tanques deben instalarse en lugares donde no se instalan de manera convencional.

Sin embargo, almacenar hidrógeno líquido no es fácil. "Casi se puede decir que es tecnología de cohetes ", dice Winklhofer. Después de todo, gran parte del conocimiento sobre los tanques LH2 (hidrógeno líquido) proviene de los viajes espaciales.

Como un termo grande

Para hacer líquido el hidrógeno gaseoso, debe tratarse en varios pasos de compresión y enfriamiento. Eso consume energía . Una vez que se ha alcanzado el estado líquido, un tanque debe poder mantener una temperatura permanente de menos 250 grados .

"Nuestro tanque, por lo tanto, parece una gran botella termo. Tiene doble pared y hay un vacío en el medio. Además, se incluyen láminas de aluminio y aislamiento multicapa para evitar la radiación de calor de afuera hacia adentro". Los tanques exterior e interior solo se conectan entre sí en 2 puntos, con la ayuda de plástico reforzado con fibra de vidrio.

"Se necesitaron más de 2 años de investigación para encontrar el marco adecuado", dice Winklhofer. "No empezamos de cero. Ya estamos suministrando tanques para gas natural licuado (GNL), que se almacena a una temperatura de entre 150 y 170 grados bajo cero. Pero la elección de los materiales y el aislamiento es más fácil. Y la tecnología de válvulas es un gran problema , porque el hidrógeno es muy volátil ".

Llama de chorro en lugar de fuego salvaje

En términos de seguridad, un tanque LH2 tiene que soportar mucho. Las normas de la UE prevén pruebas de caída desde una altura de 10 metros , pruebas de choque o pruebas en las que el tanque se coloca sobre un fuego abierto , si es posible sin explotar. Si hay un aumento de presión espontáneo en el tanque, la presión se libera a través de válvulas de seguridad. "Básicamente, no hay ignición inmediata, pero cuando lo hace, el hidrógeno tiene la ventaja de que se crea una llama que apunta verticalmente hacia arriba, no un incendio forestal".

Falta la red de gasolineras

LH2 se reposta como gasolina o diesel en un surtidor de gasolina. El sistema de tanque debe diseñarse de manera diferente debido a las temperaturas extremadamente bajas, pero la tecnología está disponible. Según Winklhofer, es más económico que el de repostaje a alta presión con hidrógeno gaseoso.

"La infraestructura sigue siendo actualmente el talón de Aquiles. Tendrá que ser apoyada por el estado". Paralelamente a la puesta en marcha de los camiones LH2, se debe construir una red de gasolineras . Las estaciones de servicio de hidrógeno existentes funcionan principalmente con hidrógeno gaseoso para repostar automóviles, algunas de las cuales ya se están abasteciendo de hidrógeno líquido. Como resultado, ocupa menos espacio. Se puede convertir en forma gaseosa in situ. Sin embargo, no funciona en la dirección opuesta.

1000 kilómetros con un tanque de combustible

Existe un gran interés por los tanques LH2 de Salzburgo por parte de los fabricantes de vehículos. Con 85 kilogramos de hidrógeno líquido a bordo, los camiones pueden alcanzar distancias de hasta 1.000 kilómetros y recargar el tanque en 10 minutos. Además de SAG, también hay otras empresas que trabajan en la tecnología, pero los habitantes de Salzburgo están convencidos de que tienen un liderazgo en el desarrollo. El tanque debería estar listo para la producción en serie en 2025.