MAST3RBoost

El proyecto:

MAST3RBoost es un proyecto europeo que tiene como objetivo proporcionar una referencia sólida sobre el almacenamiento de hidrógeno de adsoción frío (CAH₂) a baja compresión (100 bares o menos) a través de la maduración de una nueva generación de materiales ultraporosos (AC o carbonos activados y MOF o marcos organometálicos) para aplicaciones de movilidad, es decir, vehículos propulsados por H₂, incluido el transporte por carretera y vía férrea, aéreo y acuático.

Las emisiones de dióxido de carbono son un problema alrededor del mundo y una gran parte de ellas procede del sector del transporte. En Europa constituyen ya un tercio de todas las emisiones de CO2 con más de 1.000 millones de toneladas, lo que representa una amenaza para la salud humana, además de contribuir en gran medida al cambio climático. La descarbonización de la economía y, en este caso, del sector del transporte, es urgente. Ha habido avances con las baterías de Hidrógeno, que han demostrado ser una solución muy prometedora para la descarbonización de camiones, autobuses, barcos, trenes y vehículos de gran tamaño. Los grandes vehículos suelen ser pioneros en el uso de este tipo de tecnologías, con lo que esta nueva industria tiene el potencial de generar un mercado de 130.000 millones de € solo en la Unión Europea.

El problema es que ahora mismo la tecnología de almacenamiento de Hidrógeno a bordo basada en la compresión a 700bares ha alcanzado los 25 gH2/lsys( ), una cifra que aún es baja, teniendo en cuenta que el objetivo de entrada en el mercado es que quepan 5kg de H2 en un tanque equivalente de gasolina (80kg/90l). De hecho, las complicaciones asociadas al almacenamiento de Hidrógeno están causando que la penetración de mercado de los FCEV, Vehículos Eléctricos de Pila de Combustible, sea muy lenta. El objetivo de MAST3RBOOST es alcanzar al menos 40 gH2/lsys, un hito que ayudaría a ofrecer al mercado un reemplazo a los actuales motores de combustión interna, que tanto contribuyen a las emisiones de gases de efecto invernadero en la Unión Europea.

Basándose en una nueva generación de materiales ultra porosos mejorados gracias a Machine Learning – como los Carbones Activados (ACs) y los MOFs – MAST3RBOOST hará posible un camino disruptivo para cumplir los objetivos de la industria desarrollando el primer demostrador del mundo a escala kg basado en adsorción. Se crearán contenedores de peso ligero – incrustando los materiales ultra porosos –con la ventaja de una innovadora elaboración a base de arco de alambre (WAAM), con formas específicas para encajar mejor en los espacios de estos medios de transporte.

Se perseguirá activamente que los materiales ultra porosos se elaboren con materiales reciclados provenientes de restos agro-forestales o residuos urbanos sólidos. El proceso de investigación y desarrollo se llevará a cabo aplicando estrategias de análisis de ciclo de vida para minimizar los impactos ambientales y mejorar el rendimiento económico del sistema de almacenamiento de hidrógeno desde la fase de diseño. This project is funded in the topic HORIZON-CL4-2021-RESILIENCE-01-17 by the European Health and Digital Executive Agency. It is a Research and Innovation Action project with a budget of 4,638,414.00 €, 100% funded by the EU.

Papel de CIDETEC en el proyecto:

CIDETEC Surface Engineering está colaborando técnicamente en dos WP: WP4 – Desarrollo y comprobación de aleaciones y recubrimientos metálicos ligeros avanzados reforzados con fibra para contenedores de almacenamiento de hidrógeno y WP5 – Diseño de contenedores y componentes auxiliares, gemelos digitales e integración de sistemas de almacenamiento de hidrógeno de corta duración. CIDETEC va a seleccionar las mejores condiciones de deposición para diferentes sustratos de aleaciones ligeras desarrollados por LKR (hasta 5 materiales diferentes) con los sistemas de recubrimiento seleccionados (algunos recubrimientos orgánicos aplicados mediante pulverización y/o electrorrecrubrimientos anaforéticos). Todas las muestras con recubrimiento serán preanalizadas basándose en la adherencia y el rendimiento en condiciones casi criogénicas durante un espacio de tiempo prolongado. Posteriormente, la fabricación de un ejemplo de almacenamiento adecuado incluirá los resultados de los mejores sistemas de recubrimiento seleccionados. Adicionalmente, CIDETEC también participa en WP1 – Desarrollo de infraestructura para la recopilación y almacenamiento de datos para la aplicación de herramientas de aprendizaje automático, WP6 – Valoración del ciclo de vida, determinación del coste de vida y valoración de riesgos global y WP7 – Explotación, divulgación y comunicación.

[1]g_H2/l^PS: grams of hydrogen stored per litre of adsorbent material under “Pressure Swing” conditions (100 bar to 5 bar)

[2]g_H2/l^sys: grams of hydrogen stored per litre of complete system including vessel and balance of plant under actual operation regime