Powerpaste es una pasta de color gris basada en hidruro de magnesio sólido desarrollada por un equipo de investigación del Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados IFAM en Dresde. Proporciona una forma segura de almacenar hidrógeno químicamente fácil de transportar y reponer sin la necesidad de una costosa red de estaciones de servicio. El hidrógeno se almacena a temperatura ambiente y presión atmosférica para luego ser liberado bajo demanda al mezclar la pasta con agua, lo que la convierte en una fuente de alimentación ideal para vehículos eléctricos de pequeño tamaño y, más en concreto, para las motos eléctricas.
La organización de investigación alemana Fraunhofer-Gesellschaft, que comprende 72 institutos ubicados por toda Alemania, ha estado investigando alternativas energéticas, basadas en el hidrógeno, pensando en el futuro del transporte y particularmente para su empleo en vehículos de dos ruedas.
El hidrógeno es considerado como un combustible con un gran potencial en el futuro de las nuevas tecnologías de propulsión eléctricas. Los automóviles y los vehículos de gran tamaño alimentados por hidrógeno ya están funcionando en diferentes partes del mundo. Están equipados con un tanque reforzado que se alimenta a una presión de 700 bar, necesarios para almacenar el hidrógeno, pero que presentan una serie de problemas en el caso de querer implementarlos en motocicletas o scooters eléctricos, ya que el aumento de presión durante el llenado sería demasiado grande.
En este caso los mayores problemas se encuentran en los problemas intrínsecos de almacenamiento y reabastecimiento. En el caso de los automóviles, los tanques de alta presión son una solución aceptable, pero instalar estos depósitos presurizados en una motocicleta o un scooter presenta algunos problemas añadidos, lo que resulta ser una solución poco práctica. El hidrógeno es difícil de mantener estable, mientras que el Powerpaste se comporta mucho más dócilmente y, por lo tanto, permite su manipulación y almacenamiento antes de su uso.
¿Qué es Powerpaste?
Powerpaste es una pasta basada en hidruro de magnesio sólido, que se deriva de uno de los elementos más abundantes del mundo. Por sí solo, no proporciona mucha energía, pero cuando se mezcla con agua en el interior de un tanque es capaz de generar la energía eléctrica derivada del hidrógeno que contiene.
Esta pasta es compacta, no volátil, que no se descompone hasta los 250ºC (permanece seguro incluso cuando permanece bajo el sol durante horas) y, por lo tanto, mucho más segura de almacenar y transportar. Puede introducirse fácilmente en un tanque de combustible y extraer de ella la capacidad energética procedente del hidrógeno solamente cuando se necesita. Su densidad energética es diez veces mayor que la de una batería de litio y proporcionaría energía para autonomías comparables e incluso potencialmente superiores a las de la gasolina.
Demostrador de un generador de energía con un cartucho Powerpaste y una celda de combustible PEM de 100 vatios.
El proceso de generar energía con Powerpaste
El polvo de magnesio se combina con hidrógeno para formar hidruro de magnesio en un proceso realizado a 350° C y a una presión entre cinco y seis veces la atmosférica. A continuación, se añaden un éster y una sal metálica para formar el producto acabado.
A bordo del vehículo, el Powerpaste se libera desde el cartucho en el que se almacena por medio de un émbolo. Al añadir agua desde el tanque que se encuentra a bordo, la reacción resultante genera hidrógeno en forma de gas en una cantidad ajustada dinámicamente a los requisitos reales de la celda de combustible. Solo la mitad del hidrógeno proviene del Powerpaste, ya que el resto proviene del agua agregada.
"Powerpaste, ofrece una enorme densidad de almacenamiento de energía", asegura el Dr. Marcus Vogt, investigador asociado de Fraunhofer IFAM. "Es sustancialmente más alta que la de un tanque de alta presión de 700 bar, y en comparación con las baterías, tiene diez veces la densidad de almacenamiento". Esto significa que Powerpaste ofrece una autonomía comparable, o incluso superior, a la de la gasolina y que proporciona un rango más alto que el hidrógeno comprimido a una presión de 700 bar.
Como se reposta Powerpaste
Además de proporcionar un alto rango operativo, Powerpaste tiene otro punto a su favor. Repostar combustible solamente precisaría de la sustitución de un cartucho y el relleno del tanque de agua. Estos cartuchos podrían venderse directamente en las estaciones de servicio actuales debido a su facilidad de uso y almacenamiento.
A diferencia del hidrógeno gaseoso, no requiere una costosa infraestructura de repostaje. Esto lo hace ideal para áreas que carecen de dicha infraestructura. En lugares donde no hay estaciones de hidrógeno, las estaciones de servicio podrían vender Powerpaste en cartuchos o botes. Además, la pasta es fluida y permite su bombeo y por lo tanto puede ser suministrada por una línea de llenado estándar, utilizando equipos relativamente económicos.
Inicialmente, las estaciones de servicio podían suministrar cantidades pequeñas de Powerpaste y luego expandirse en función de la demanda. Esto requeriría una inversión de capital reducida en comparación con una estación generadora de hidrógeno a alta presión que cuesta actualmente entre uno y dos millones de euros por cada bomba de combustible. Powerpaste también es económico de transportar, ya que no se utilizan tanques de alta presión costosos ni el uso de hidrógeno líquido extremadamente frío.
Otros usos más allá de las motocicletas eléctricas
Con su enorme densidad de almacenamiento de energía, Powerpaste es una opción interesante para automóviles y vehículos de reparto como extensor de autonomía en vehículos eléctricos de batería. También podría extender significativamente el tiempo de vuelo de los drones de gran tamaño, que de ese modo podrían volar durante varias horas en lugar de solo 20 minutos. Otro tipo de aplicación sería para los campistas que podrían usar Powerpaste junto a una celda de combustible para generar electricidad y alimentar una los electrodomésticos de una caravana.
Estado de la tecnología de Powerpaste
Actualmente se está construyendo una planta de producción de Powerpaste en el centro de proyectos de Fraunhofer que está previsto que entre en funcionamiento este año y que será capaz de producir cuatro toneladas de esta pasta cada año.
