Alianza internacional por el hidrógeno verde
El quinto Laser Colloquium Hydrogen - LKH2, organizado por el Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser ILT, que tendrá lugar los días 10 y 11 de septiembre de 2024, se centrará en promover la creación de redes sostenibles, ya que ningún estado, ninguna empresa, ninguna institución de investigación puede gestionar por sí sola la transición hacia la producción sostenible de hidrógeno. Por ello, numerosos expertos de la industria y la investigación volverán a reunirse en Aquisgrán para intercambiar ideas y desarrollar soluciones juntos. Uno de los platos fuertes del congreso de este año será la presentación del proyecto germano-australiano HyGATE.
“Los procesos de producción de hidrógeno y de compresión, transporte y conversión de éste en electricidad o energía mecánica siguen siendo demasiado ineficientes”, explica Alexander Olowinsky, jefe del departamento de Unión y Corte de Fraunhofer ILT y organizador del LKH2.
El aumento de la eficiencia de los procesos del hidrógeno es uno de los temas principales de la LKH2 y el hilo conductor de todas las presentaciones. La variedad de temas tratados en las casi 20 presentaciones muestra la gama de procesos láser de alta eficiencia para toda la cadena del proceso de producción de hidrógeno. La presentación de Robert McConville, ingeniero principal de fabricación de Hysata Pty Ltd, de Unanderra (Australia), cerca de Sydney, será sin duda de especial interés para los participantes. Según la empresa, su objetivo es suministrar el hidrógeno ecológico más barato del mundo en un futuro no muy lejano.
Las posibilidades son buenas, ya que una empresa derivada de la Universidad de Wollongong ha desarrollado un electrolizador capilar en el que pequeños capilares distribuyen el agua uniformemente. Este electrolizador alcanza una eficiencia del sistema extraordinariamente alta, del 95% (41,5 kWh/kg). El electrolizador alcalino requiere considerablemente menos energía para producir un kilogramo de hidrógeno que los mejores electrolizadores de agua comerciales disponibles en la actualidad. La eficiencia del electrolizador Hysata, demostrada en la práctica, está por encima del objetivo de eficiencia (42 kWh/kg) fijado por la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) para el año 2050.
Aunar los conocimientos de Alemania y Australia
El siguiente paso es iniciar una producción eficiente a gran escala en el marco de la iniciativa de financiación ‘Incubadora germano-australiana de innovación y tecnología del hidrógeno (HyGATE)’. Desde junio de 2023, Australia y Alemania están construyendo la primera cadena de suministro de hidrógeno sostenible del mundo. En Aquisgrán, McConville, ingeniero jefe de Hysata, explicará también el papel de la tecnología de producción alemana en la entrada en la producción eficiente de electrolizadores. Su charla es sostenible en dos sentidos: No viaja a Aquisgrán en avión, sino que da su charla en línea en LKH2 para informar sobre el enfoque conjunto. “Cuando hablamos de sostenibilidad y del suministro energético del futuro, no podemos enviar a un ponente al otro lado del mundo para que dé una conferencia aquí”, explica Olowinsky.
El láser es el tema central de la presentación de McConville: Fraunhofer ILT está desarrollando procesos y sistemas basados en láser en un subproyecto sobre tecnología de producción, por ejemplo, para procesar electrodos de espuma metálica. Este desarrollo del Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados IFAM, con sede en Dresde, aumenta la superficie de reacción y la conductividad térmica, incrementando así la eficiencia.
De la producción de placas metálicas a las nanoespumas inducidas por láser
En las demás contribuciones de la industria y la investigación pueden verse otros caminos igualmente apasionantes hacia un futuro verde del hidrógeno: Los ponentes explicarán cómo iniciarse en la producción a gran escala de placas bipolares y pilas de combustible, cómo pueden crearse revestimientos óptimos y cómo se controlan los complejos procesos láser. La variedad de temas tratados en la veintena de ponencias ilustra el abanico de posibilidades que ofrece la tecnología láser para toda la cadena de procesos de producción de hidrógeno.
Esto queda claro con sólo echar un breve vistazo a las presentaciones: Stefan Kaiser, de ANDRITZ Kaiser GmbH, por ejemplo, explicará las ventajas de la desviación del haz de alta precisión en la microsoldadura láser de placas bipolares. Stoyan Stoyanov, de Fraunhofer ILT, mostrará a los participantes cómo pueden cortarse estas placas metálicas utilizando láseres de impulsos ultracortos. Eike Hübner, del Instituto Fraunhofer Heinrich Hertz HHI, explicará por qué las nanoespumas producidas con láser (nanoespumas inducidas por láser, LINF) son especialmente adecuadas para su uso en convertidores catalíticos. David Janssens, de Siemens, explicará cómo la tecnología de absorción por láser de diodo sintonizable (TDLAS) y la gestión basada en IA de los sistemas de análisis ayudan a producir hidrógeno verde de alta calidad con un alto rendimiento.
La clave para una mayor eficiencia
Los participantes también pueden explorar el estado actual de la investigación durante las visitas al laboratorio. Con el HydrogenLab, Fraunhofer ILT ha creado las condiciones óptimas para optimizar la pila de combustible desde los fundamentos hasta la producción en serie. El HydrogenLab está diseñado para la colaboración interdisciplinar y ofrece espacio para proyectos públicos y cooperación industrial con el fin de lograr sinergias. Los científicos de Fraunhofer investigan aquí sobre la producción en serie de combustibles con costes optimizados y orientados a la demanda, y aceleran su implantación en la industria y la sociedad. El HydrogenLab, de 300 metros cuadrados, cuenta con instalaciones de ensayo de tecnología láser para la producción de placas bipolares metálicas y compuestas. Pone a disposición de los usuarios sistemas de estructuración con láser de impulsos ultracortos, recubrimiento por láser y soldadura y corte de alta velocidad. Los bancos de pruebas comprueban la estanqueidad al hidrógeno y la eficacia de los componentes producidos por láser.
Cómo debe responder la industria a las críticas sobre la eficacia de los procesos de hidrógeno es una de las principales preguntas a las que pretende dar respuesta la quinta edición de la LKH2 de Aquisgrán. Olowinsky explica: “Estamos demostrando cómo la tecnología láser puede mejorar la eficiencia de la producción de hidrógeno. Es la clave decisiva, la herramienta más importante para optimizar los procesos y componentes”.
LKH2 - Coloquio Láser sobre Hidrógeno
Los días 10 y 11 de septiembre de 2024, las partes interesadas podrán conocer e intercambiar información sobre el estado actual de la investigación en el campo de la producción de hidrógeno basada en láser en el tradicional evento interno de la comunidad del hidrógeno en Aquisgrán. El programa del evento Fraunhofer ILT puede consultarse aquí https://s.fhg.de/d52
