Así investiga SwRI la energía del hidrógeno para cohetes, transporte y almacenamiento

El hidrógeno es una molécula simple, pero convertirla en una fuente de energía viable para la industria, el transporte o la exploración espacial exige una ingeniería compleja. En ese terreno trabaja el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI), que desarrolla y prueba tecnologías de hidrógeno aplicadas a cohetes, vehículos, almacenamiento energético e infraestructuras industriales, en un contexto marcado por la búsqueda de alternativas a los combustibles fósiles.

La investigación de SwRI se centra en resolver los principales retos técnicos de la llamada economía del hidrógeno, desde su producción y compresión hasta su uso seguro y eficiente. El instituto colabora tanto con organismos públicos como con la industria para desarrollar soluciones que puedan integrarse en sistemas reales, evitando que el hidrógeno quede limitado a aplicaciones experimentales.

Uno de los ámbitos clave es la mezcla de hidrógeno con gas natural en gasoductos existentes. SwRI investiga cómo introducir hidrógeno en estas redes sin comprometer la seguridad ni la integridad de las infraestructuras, analizando el comportamiento de válvulas, sensores y componentes de flujo bajo distintas concentraciones de hidrógeno y condiciones operativas.

El instituto también desarrolla investigación avanzada en compresores de hidrógeno, un elemento esencial para el almacenamiento y la distribución del gas. Estos sistemas son fundamentales tanto en refinerías como en estaciones de repostaje para vehículos de pila de combustible. SwRI trabaja en mejorar su fiabilidad, eficiencia y resistencia a vibraciones y pulsaciones, problemas críticos cuando se opera con hidrógeno comprimido.

En el campo de la combustión, SwRI estudia el uso del hidrógeno en turbinas de gas como medio de almacenamiento energético. Aunque esta opción ofrece potencial, todavía presenta desafíos importantes de eficiencia y control. Las instalaciones de prueba del instituto permiten evaluar mezclas de hidrógeno con otros combustibles y analizar su comportamiento en cámaras de combustión mediante pruebas físicas y modelos computacionales.

Otra línea de trabajo relevante es la investigación y prueba de pilas de combustible de hidrógeno, que convierten la energía química en electricidad mediante procesos electroquímicos. SwRI combina conocimientos de ingeniería mecánica y de materiales para estudiar el rendimiento, la durabilidad y la seguridad de estos sistemas, tanto para aplicaciones móviles como estacionarias.

La producción de hidrógeno es otro de los grandes retos abordados por el instituto. SwRI investiga métodos basados tanto en combustibles fósiles como en fuentes renovables, incluyendo reformado de hidrocarburos, gasificación de biomasa, pirólisis y procesos de descarbonización. El objetivo es reducir el coste por kilogramo de hidrógeno y limitar las emisiones asociadas a su producción.

El almacenamiento del hidrógeno plantea dificultades adicionales debido a su baja densidad y a su interacción con los materiales. SwRI estudia materiales capaces de almacenar hidrógeno de forma reversible, como hidruros metálicos, y evalúa cómo el hidrógeno afecta a los componentes de la infraestructura. Para ello cuenta con laboratorios especializados en ciencias de sorción y pruebas de materiales.

Además de la investigación tecnológica, SwRI participa en iniciativas colaborativas como el consorcio H₂HD REFUEL, centrado en el desarrollo de estaciones de repostaje para transporte pesado. Este tipo de proyectos reúne a fabricantes de vehículos, operadores de infraestructuras y proveedores de componentes con el objetivo de acelerar la adopción del hidrógeno en aplicaciones reales.

En conjunto, el trabajo de SwRI muestra que el hidrógeno no es una solución inmediata ni sencilla, sino un vector energético que requiere pruebas rigurosas, normas de seguridad claras y una ingeniería avanzada. La investigación aplicada del instituto busca precisamente cerrar esa brecha entre el potencial teórico del hidrógeno y su uso práctico en cohetes, transporte y sistemas energéticos del mundo real.

Fuente: SwRI