En la Frontera del Transporte con Hidrógeno

Explorando Nuevas Fronteras: Cómo impulsa Empa el desarrollo de vehículos de pila de combustible de hidrógeno

Los Laboratorios Federales de Ciencia y Tecnología de los Materiales (Empa) llevan a cabo cada día investigaciones avanzadas, muchas de ellas dedicadas a la descarbonización de la economía suiza. El simulador de movilidad "move" de Empa es una parte clave de estos esfuerzos, que se centran en cómo la industria del transporte puede aprovechar nuevas tecnologías prometedoras, como los vehículos eléctricos alimentados por baterías, por pilas de combustible de hidrógeno y por combustibles sintéticos.

"Nuestro objetivo es transformar la investigación en innovaciones comercialmente viables", comentaba la Dra. Brigitte Buchmann, jefa del departamento de Movilidad, Energía y Medio Ambiente de Empa. "Nos consideramos un puente entre la investigación y las aplicaciones."

La movilidad del hidrógeno es un tema de gran interés para "move." Además de investigar en el campo del almacenamiento y utilización del hidrógeno, un elemento clave de su misión es ayudar a establecer un apoyo de base científica para la aplicación de nuevas tecnologías. En este contexto, se evaluó una nueva tecnología de racor desarrollada por Swagelok para instalaciones de alta presión, en colaboración con la autoridad de seguridad correspondiente, Suva, para utilizarla inicialmente en las instalaciones "move". Esta evaluación condujo a la revisión de las normas de instalación existentes en Suiza, haciendo que la nueva tecnología de racor estuviera disponible para utilizarla en el mercado.

Empa y Swagelok han trabajado juntos desde los años 60, y la relación ha seguido evolucionando a medida que Empa explora nuevas fronteras tecnológicas. Vea cómo Empa y "move" están preparados para seguir avanzando en el floreciente espacio del transporte con hidrógeno.

Superar los Retos Inherentes al Hidrógeno

El hidrógeno debe comprimirse y almacenarse a altas presiones para conseguir la densidad energética necesaria. El repostaje de hidrógeno en una botella de un vehículo provoca un aumento significativo de la temperatura en la botella de hidrógeno. Para prevenir el envejecimiento avanzado del material del cilindro, el hidrógeno tiene que ser preenfriado a -40°C antes de la carga de combustible. Empa está evaluando alternativas a este preenfriamiento mediante la ejecución de simulaciones detalladas de geometrías de entrada alternativas y la realización de análisis termodinámicos detallados.

"La seguridad es nuestro principal objetivo a la hora de diseñar y hacer experimentos con hidrógeno", declaraba Christian Bach, jefe del Laboratorio de Tecnologías Cinemáticas de Automoción de Empa. "En este contexto, estamos muy interesados en la cooperación con socios industriales como Swagelok, que nos ofrecen asesoramiento y productos de alta calidad." Hay una gran cantidad de reglamentos y normas con requisitos generales y métodos de prueba para el rendimiento seguro de las instalaciones de hidrógeno que la Empa debe cumplir en sus aplicaciones.

Los accesorios serie FK ofrecen un rendimiento permanentemente estanco, con una resistencia mecánica equivalente a la de una conexión soldada.

Para evitar problemas de seguridad y cumplir con los requisitos de seguridad, antes de utilizar Swagelok, Empa utilizaba conexiones conificadas y roscadas soldadas: Los accesorios Swagelok^® serie FK, desarrollados específicamente para uso en aplicaciones de hidrógeno. Los accesorios serie FK ofrecían el rendimiento estanco necesario, con una resistencia mecánica equivalente a la de una conexión soldada. Los accesorios FK también son más fáciles de mantener, lo que supone menores costes de mano de obra y mantenimiento en general.

"La serie FK ha funcionado bien para las necesidades de almacenamiento de hidrógeno de Empa," comentó Thomas Freund, director general de Swagelok Suiza. "La facilidad de instalación, combinada con su mayor seguridad, fiabilidad y estanqueidad, fueron las mayores ventajas."

Apoyo Total para un Futuro en Evolución

Mientras Empa sigue desarrollando soluciones para la tecnología de pila de combustible de hidrógeno, ha trabajado estrechamente con Swagelok más allá de la simple selección de productos.

Como instituto de investigación, Empa ve rotar habitualmente a estudiantes universitarios que requieren la formación para trabajar con los sistemas y la tecnología en "move." "Al principio de cada trimestre universitario, impartimos a los estudiantes nuestros seminarios de seguridad sobre la instalación de racores para tubo, doblado del tubo y otros aspectos básicos de la formación en campo", comentaba Freund. "Es parte de cómo Empa asegura la seguridad en planta y la fiabilidad del sistema."

Empa también confía en los servicios locales de diseño y ensamblaje de Swagelok para obtener subsistemas fiables y premontados para el almacenamiento de hidrógeno en el laboratorio "move". Entre ellos se encuentran los ensamblajes de tanques de almacenamiento y los manifolds de gas, lo que permite a "move" centrar sus actividades en la investigación, en lugar de hacerlo en el laborioso ensamblaje de sistemas.

"Es importante que nuestros socios industriales sean capaces de afrontar nuevos retos y aplicar nuevas tecnologías junto con nosotros", afirmó Bach. "Necesitamos tener información honesta y precisa para construir los mejores sistemas posibles, y eso lo obtenemos de Swagelok."

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