SwRI obtiene 1,75 millones de dólares para proyectos de pruebas de componentes de hidrógeno

El programa ENERGYWERX ha financiado ocho proyectos del Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI) relacionados con el hidrógeno como combustible. Muchos de estos proyectos se llevarán a cabo en el Centro de Investigación de Medición del SwRI, una instalación de medición de flujo de primera clase, de alta precisión y alta tecnología que simula las condiciones reales de campo.

Southwest Research Institute ha recibido $1,75 millones en financiación a través del programa ENERGYWERX para apoyar ocho proyectos de investigación centrados en el hidrógeno destinados a mejorar la seguridad, la confiabilidad y el rendimiento de la infraestructura energética del hidrógeno emergente.

Los proyectos se centran en probar componentes críticos utilizados en la producción, el transporte, el almacenamiento y las aplicaciones de uso final del hidrógeno. SwRI afirmó que el trabajo busca acelerar la implementación de las tecnologías del hidrógeno mediante una validación basada en datos y alineada con los estándares internacionales.

ENERGYWERX es una iniciativa del Departamento de Energía de EE. UU. diseñada para ampliar la investigación cooperativa entre el DOE y organizaciones sin fines de lucro, empresas privadas, servicios públicos y otras organizaciones acelerando el desarrollo y la comercialización de tecnologías de energía limpia.

Varios de los proyectos financiados se centran en sistemas de hidrógeno de alta presión utilizados en aplicaciones de reabastecimiento de combustible y almacenamiento subterráneo.

SwRI realizará pruebas de ciclo de presión en una válvula de retención de hidrógeno diseñada para el repostaje de hidrógeno gaseoso a alta presión. Las pruebas se realizarán según las directrices de la norma ISO 19880-3, una norma reconocida internacionalmente para estaciones de repostaje de hidrógeno. Para apoyar esta iniciativa, SwRI pondrá en funcionamiento una nueva instalación de pruebas capaz de evaluar la integridad de la válvula a presiones de hidrógeno de hasta 15 000 psi. El proyecto está dirigido por Jacqueline Manders, subdirectora de programa del Departamento de Ingeniería de Fluidos de SwRI.

Manders también supervisará las pruebas de las válvulas utilizadas en pozos subterráneos de almacenamiento de hidrógeno en las mismas instalaciones. El trabajo evaluará la fiabilidad de las válvulas bajo exposición repetida a hidrógeno a alta presión y condiciones de temperatura extremas. Estos entornos pueden quebrar los materiales metálicos y degradar los elementos de sellado, lo que aumenta el riesgo de fugas con el tiempo.

Otro proyecto amplía la infraestructura de pruebas de hidrógeno líquido de SwRI para apoyar la evaluación de componentes criogénicos. Esta iniciativa establecerá nuevas instalaciones y metodologías para probar bombas, válvulas y componentes relacionados de hidrógeno líquido utilizando hidrógeno líquido en lugar de fluidos sustitutos como el nitrógeno líquido.

El proyecto, dirigido por el ingeniero de investigación sénior Brandon Ridens, está diseñado para generar datos de rendimiento para sistemas de almacenamiento de hidrógeno criocomprimido. SwRI afirmó que las pruebas con hidrógeno líquido real proporcionan resultados más representativos en cuanto a seguridad, fiabilidad y cumplimiento de las normas internacionales.

Varios proyectos abordan los desafíos asociados con la mezcla de hidrógeno y gas natural en la infraestructura de tuberías existente.

El subdirector del programa SwRI, Matthew Godush, dirigirá las pruebas de medidores de flujo ultrasónicos adaptados para medir mezclas de hidrógeno y gas natural. Dado que el hidrógeno tiene propiedades de flujo significativamente diferentes a las del metano, los medidores de gas natural convencionales pueden generar lecturas inexactas al introducir hidrógeno. SwRI evaluará el rendimiento de los medidores utilizando la tecnología existente de tuberías de transmisión para ayudar a las empresas de servicios públicos a evaluar las opciones de mezcla sin necesidad de reemplazar infraestructuras a gran escala.

Godush también dirigirá las pruebas de un sensor de análisis de gases diseñado para detectar concentraciones de hidrógeno y metano en corrientes de gases mezclados. El proyecto evaluará la capacidad del sensor para evaluar con rapidez y precisión las proporciones de mezcla en condiciones reales de operación.

El trabajo adicional bajo la dirección de Godush incluye la validación de un sensor de análisis de gas hidrógeno para determinar su sensibilidad, tiempo de respuesta y precisión en un rango de concentraciones y condiciones ambientales. SwRI también evaluará tecnologías de detección para identificar fugas de hidrógeno en condiciones operativas, calibrando los sistemas ante escenarios de fugas conocidos para reforzar los protocolos de seguridad.

Otro proyecto financiado examina la compatibilidad de los materiales de las juntas tóricas en entornos de gas hidrógeno. Fassett Hickey, del SwRI, lidera las pruebas centradas en materiales de sellado poliméricos de uso común en aplicaciones aeroespaciales, energéticas e industriales de hidrógeno.

Debido a su diminuto tamaño, las moléculas de hidrógeno pueden penetrar materiales poliméricos, lo que provoca ampollas o roturas durante eventos de descompresión rápida. SwRI evaluará la fiabilidad y seguridad de las juntas tóricas para mejorar la selección de materiales y el diseño de equipos.

Muchos de los proyectos se llevarán a cabo en el Centro de Investigación de Medición del SwRI, un centro de medición de caudal de alta precisión diseñado para simular condiciones operativas reales. Ingenieros y científicos de diversas disciplinas colaboran en los proyectos como parte del programa más amplio de investigación sobre hidrógeno del SwRI.

Los proyectos financiados por ENERGYWERX están en marcha y se espera que concluyan a finales de 2026.