La mejora en tanques de hidrógeno líquido que desarrollaron investigadores surcoreanos permite reducir hasta un 66,5% la entrada de calor atacando directamente los puntos donde más se filtra: los soportes estructurales. La técnica se basa en refrigeración dirigida a puentes térmicos, sin añadir capas adicionales de aislamiento.
El estudio, desarrollado por la Universidad Nacional de Pusan (PNU) con diseño del Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering (KRISO), demostró mediante simulaciones que más del 85% del calor no atraviesa el aislamiento del tanque sino las estructuras metálicas que sostienen el depósito interior. Esos soportes funcionan como autopistas térmicas.
El hidrógeno necesita permanecer a 20 kelvin (equivalentes a -253 °C) para mantenerse líquido. A esa temperatura extrema, cualquier entrada de calor provoca que parte del combustible vuelva a convertirse en gas, fenómeno conocido como boil-off. Ese proceso aumenta la presión interna y obliga a consumir energía adicional para relicuar el hidrógeno o liberar presión de forma controlada.
Canales criogénicos que absorben calor antes de que llegue al hidrógeno
La solución consistió en instalar canales criogénicos que recorren exactamente esas zonas críticas. Por esos conductos circula un segundo fluido extremadamente frío (gas natural licuado o nitrógeno líquido) cuya misión es absorber el calor antes de que alcance el hidrógeno. Los investigadores lo describen como un refrigerante sacrificial, aunque el diseño prevé su relicuefacción y recirculación en circuito cerrado.
Las simulaciones evaluaron tamaño de los canales, número de conductos, caudal del refrigerante y posición exacta. La conclusión fue clara: la ubicación importa mucho más que la cantidad de canales. Cuando los conductos se colocaron directamente sobre los soportes estructurales y se prolongaron hasta la unión entre cabeza y cuerpo del tanque, la reducción de calor fue muy superior.
Con nitrógeno líquido se alcanzó la reducción máxima del 66,5%. Con gas natural licuado, el 43,6%. El nitrógeno proporcionó mayor protección térmica gracias a su temperatura más baja, aunque mostró mayor tendencia a generar vapor dentro de los conductos. El GNL ofreció capacidad menor pero comportamiento más estable durante la simulación.
Implicaciones para el transporte marítimo del hidrógeno verde
La investigación tiene especial interés para el desarrollo del transporte marítimo de hidrógeno líquido, considerado uno de los pilares para crear cadenas internacionales de suministro de hidrógeno renovable. Países como Corea del Sur, Japón y varios europeos están diseñando buques portadores de hidrógeno líquido para escalas transoceánicas.
Reducir las pérdidas térmicas hace viables aplicaciones industriales y logísticas del hidrógeno verde en sectores donde la electrificación resulta muy complicada: transporte marítimo, aviación e industrias pesadas. Los resultados están basados en simulaciones y pendientes de validación experimental. El equipo de PNU no informó cronograma para pruebas en prototipos reales.
