El hidrógeno hace girar el mundo

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El hidrógeno [H2] es un tema que está recibiendo mucha atención. El hidrógeno también es muy importante para la tecnología de sellado. Como IDT, formamos parte del proyecto de financiación Hzwo:Frame y somos miembros de HZwo e.V., el Centro de Competencia para el Hidrógeno de Sajonia. Nuestro objetivo es acompañar el desarrollo de esta tecnología de futuro desde el principio, abrir nuevos mercados de venta para nuestros productos y apoyar a nuestros clientes en su camino hacia la transición energética. Para ello, ya hemos creado una red considerable y una sólida experiencia. Sin embargo, para comprender el potencial que encierra la tecnología del hidrógeno, conviene distinguir tres ámbitos: producción de hidrógeno, transporte y almacenamiento de hidrógeno, uso del hidrógeno Como.

Producción de hidrógeno

El hidrógeno se produce por electrólisis del agua, que se descompone en oxígeno e hidrógeno. Se habla de hidrógeno verde cuando en su producción se utiliza electricidad procedente de energías renovables. Este tipo de producción no emite CO2, por lo que muchos expertos ven en el hidrógeno verde una fuente de energía del futuro: para la industria, para el suministro de calor y para la movilidad.

Transporte y almacenamiento de hidrógeno

Para el transporte y almacenamiento de hidrógeno, resultan interesantes la red y el almacenamiento de gas natural o los portadores orgánicos líquidos de hidrógeno [LOHC]. Se están ensayando sistemas de almacenamiento a presión de entre 300 y 700 bares para su uso en la construcción de vehículos, y se están desarrollando sistemas criogénicos de hasta -253 °C para aplicaciones aeroespaciales. Este ámbito es relevante para la tecnología de estanqueidad, ya que las juntas se utilizan allí donde hay que evitar o minimizar la fuga de sustancias, es decir, en el transporte y almacenamiento de casi todas las sustancias y productos químicos.

El hidrógeno, un peso ligero entre los elementos químicos, es a primera vista un gas poco espectacular, incoloro, insípido e inodoro, formado por moléculas de H2 y compuesto por un solo protón y un electrón. En términos de resistencia química, el hidrógeno puede clasificarse inicialmente como un medio no crítico, por lo que la gama de materiales de sellado disponibles en el mercado puede elegirse casi libremente. Debido a su bajo "peso" [densidad 0,0888 kg/m³], podría suponerse que el hidrógeno se comporta de forma más volátil que el helio [densidad 0,1785 kg/m³], lo que a su vez repercutiría en los índices de fugas de las conexiones de brida existentes. Sin embargo, pudimos refutar esta suposición.

Las conexiones de brida en tuberías, intercambiadores de calor, depósitos, etc. se someten, en el mejor de los casos, a una comprobación matemática de resistencia y estanqueidad durante su diseño, por ejemplo según la norma DIN EN 1591-1. En este contexto, se requieren parámetros de estanqueidad según la norma DIN EN 13555, que hacen referencia a la masa con respecto a las fugas. Basándose en el modelo de flujo molecular, en la figura se indica el efecto de la unidad considerada de la tasa de fuga. Una fuga ficticia de helio de 10E-4 mbar * l / s sirvió como punto de referencia.

Conversión de la fuga de helio en hidrógeno

La comparación teórica muestra que el hidrógeno tiene una mayor pérdida de volumen pero una menor pérdida de masa que el helio, suponiendo condiciones de flujo molecular. Para verificar estas correlaciones, se realizaron mediciones prácticas de fugas en una junta de metal corrugado sin adhesivo con un borde interior metálico y revestimientos de grafito.

Índices de fuga de una junta anular corrugada sin cola en función del gas de ensayo

Por el momento, sin embargo, sólo se dispone de pruebas individuales con hidrógeno, de las que aún no se pueden extraer conclusiones exhaustivas. No obstante, cabe suponer que el helio seguirá utilizándose como medio para las pruebas de estanqueidad y que en el futuro se seguirán aplicando los criterios de diseño para conexiones de brida estancas, por ejemplo, según TA Luft 2021.

Uso del hidrógeno Como

Vector energético, el hidrógeno puede utilizarse de muchas maneras. Es un combustible para vehículos propulsados por pilas de combustible, puede introducirse en la red de gas natural para generar electricidad o calor, puede utilizarse como materia prima en la industria química o puede comercializarse en todo el mundo como eFuel como el petróleo crudo y el gas natural en el futuro. Este ámbito también es relevante para la tecnología de sellado.