Se propone la producción de nuevos materiales para almacenamiento de hidrógeno. Los nuevos materiales se enmarcan en el concepto de las mezclas de hidruro reactivos. Las mezclas que se proponen son: 2LiBH4 + AlH3  AlB2 + 2LiH + 9/2H2 Ca(BH4)2 + AlH3  CaH2 + AlB2 + 9/2H2 2NaBH4 + AlH3  AlB2 + 2NaH + 9/2H2 Las mezclas se producirán a partir de AlB2 y el hidruro de Li, Ca o Na correspondiente, por molienda mecánica y posterior hidrogenación. Las mezclas reactivas serán caracterizadas por SEM, TEM, XRD y DSC. Se determinará la capacidad de almacenamiento de hidrógeno por medio de un equipo tipo Sieverts de diseño propio. Como una aplicación práctica se propone el diseño y construcción de un tanque prototipo de almacenamiento de hidrógeno.

El proyecto contribuirá a la generación de nuevos materiales innovadores; las mezclas reactivas base aluminio han sido poco exploradas y pueden ser prometedoras para una aplicación práctica. Los desarrollos tecnológicos que se proponen son una estación de prueba de bajo costo pero alta efectividad en la toma de datos y un tanque prototipo de almacenamiento de hidrógeno. Se pueden enumerar las siguientes contribuciones particulares: a) Producción de materiales innovadores para el almacenamiento de hidrógeno. La caracterización completa de los nuevos materiales permitirá la elaboración de artículos de investigación y su publicación en revistas con arbitraje internacional. Beneficios técnico-económicos. Es un tanto complicado expresar valores absolutos de los beneficios económicos por el uso de las mezclas de hidruro reactivos base Aluminio. Dado que el sistema basado en el AlB2 no ha sido estudiado y que el AlH3 no está disponible comercialmente, poco se sabe de su balance económico. Sin embargo es posible hacer una comparación indirecta de los beneficios de las mezclas de hidruro reactivo mediante un análisis de la mezcla bien estudiada: 2LiBH4 + MgH2 ↔ 2LiH + MgB2 + 4H2. Al ser reversible, es posible producir las mezclas por cualquiera de los dos lados de la reacción. Sin embargo el costo es significativamente diferente (Tabla 1, anexo). Desde el punto de vista de reactivos, producir 10 gramos de la mezcla 2LiBH4 + MgH2 cuesta 2,222.77 pesos; mientras que producir 2LiH + MgB2 (que al reaccionar con el hidrógeno producirá los mismos 10 gramos de mezcla final) costaría entre 714.23 y 1,648.96 pesos. Es decir se puede partir de materiales relativamente baratos para producir químicos caros. ** No se consideró el precio del gas hidrógeno, el cual puede variar de acuerdo al proveedor o si se cuenta con un electrolizador de agua. *** Es posible localizar proveedores de reactivos más baratos (de menor pureza) sin embargo la relación de precios se mantendrá para purezas equivalentes, dado que el precio del LiBH4 depende en mucho de su proceso de síntesis. Desde el punto de vista de protección al medio ambiente la propuesta tiene alto valor agregado. Los borohidruros son sintetizados por reacción de sus precursores en solventes orgánicos (p/e THF), posteriormente el solvente debe ser removido por métodos mecánicos o térmicos. Adicionalmente para asegurar la calidad y pureza del material, normalmente los borohidruros son recristalizados y secados a vacío. La presente propuesta incluye el uso de la molienda mecánica como método alternativo de producción de materiales. La molienda mecánica y posterior hidrogenación es un buen método de síntesis ya que no involucra el manejo de desechos, i.e. solventes peligrosos. Esto puede disminuir los costos de producción. Un tercer punto de valor agregado y regresando a los materiales base aluminio, p/e: 4LiBH4 + 2AlH3 ↔ 2AlB2 + 4LiH + 9H2, es que el AlH3 no es un producto comercialmente disponible, es un material no estable que necesita grandes presiones de hidrógeno para ser sinterizado (900 bar o mayor). Con el esquema de mezclas reactivas se espera la estabilización del material (basado en la combinación sinérgica de las propiedades de los componentes individuales) y su posible síntesis a presiones relevantes para el almacenamiento de hidrógeno (200 bar en el límite máximo). Es decir una reducción significativa de la presión de síntesis. b) Estación de prueba para la caracterización de la capacidad de almacenamiento de hidrógeno. Se contribuirá al desarrollo de tecnología propia. Se acoplaran medidores y transductores de presión, temperatura y volumen de precio accesible para la construcción de la estación de prueba. Mediante ecuaciones de estado y software adecuado, se determinará la capacidad de almacenamiento de H2. c) Prototipo de tanque de almacenamiento de hidrógeno con diseño innovador. Se contribuirá al desarrollo de tecnología propia. Dado que las reacciones de hidrogenación/ dehidrogenación dependen de la transferencia efectiva de calor desde y hacia la mezcla de hidruro; se partirá de un intercambiador de calor de tubos y coraza. El diseño mecánico será modificado para adaptarlo a las necesidades del almacenamiento de H2, pero constituye una aproximación innovadora para una aplicación practica. d) Transferencia del conocimiento: Además de la publicación de resultados en revistas especializadas, se contribuirá a la formación de recursos humanos especializados en energías renovables, almacenamiento de hidrógeno y pilas de combustible. e) Transferencia de tecnología. Se solicitará patente sobre los materiales estudiados y la tecnología para el almacenamiento descrita en el apartado "Metodología". Se contribuirá a generar acuerdos de transferencia de tecnología con otras instituciones de educación superior o con particulares interesados en la comercialización de las tecnologías del hidrógeno.