Una propuesta innovadora para los vehículos eléctricos

Miguel Laborde, Vicepresidente de Asuntos Tecnológicos del CONICET. Nació el 24 de enero de 1948, Lomas de Zamora, provincia de Buenos Aires. 

TÍTULOS: Licenciado en Química orientación tecnología en la Facultad de Química y Farmacia de la Universidad Nacional de La Plata (1971). Doctor en Química orientación tecnología en la misma unidad académica (1976). Director de Tesis: Dr. Roberto E. Cunningham. 

TRAYECTORIA: Ingresó al CONICET en el año 1978 y por motivos ajenos a su voluntad, ese mismo año dejó el CINDECA (Centro de Investigación y Desarrollo en Procesos Catalíticos) recientemente creado por quien fuera uno de sus maestros, el Dr. Jorge J. Ronco. Se trasladó a la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires. Inicialmente se incorporó al PINMATE (Programa del CONICET creado y dirigido por el Dr. Lemcoff), y a partir de 1984 comenzó a trabajar en el Departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería hasta la actualidad.
Siempre ejerció la docencia, desde el cargo de ayudante alumno en la UNLP, pasando por todas las categorías hasta llegar al cargo que actualmente posee, profesor titular plenario, que desempeña en la asignatura Ingeniería de las Reacciones Químicas. A partir de su designación como vicepresidente de asuntos tecnológicos del CONICET, ha solicitado licencia sin sueldo en este cargo.
En investigación, se especializó en Procesos Catalíticos y actualmente es director del Instituto de Tecnologías del Hidrógeno y Energías Sostenibles (también con licencia por el mismo motivo) e investigador principal del CONICET. Ha realizado desarrollos tecnológicos para empresas nacionales e internacionales a través de convenios, ha publicado más de 80 trabajos en revistas internacionales, es coautor de dos patentes nacionales y ha dirigido o codirigido 9 tesis doctorales. Autor y editor de cuatro libros sobre energías renovables e hidrógeno, todos ellos relacionados a proyectos y redes financiados por CYTED. Ha sido designado investigador responsable del Proyecto de área estratégica sobre Hidrógeno que reúne unos 200 investigadores argentinos que trabajan en esta temática distribuidos por todo el país.
En cuanto a las vinculaciones con el exterior, ha privilegiado las relaciones con los países latinoamericanos, y también con España, Francia y Portugal. Ha dirigido una red CYTED sobre Hidrógeno: producción, purificación, almacenamiento y transporte.
Realizó dos estadías largas en el extranjero. La primera de seis meses en 1980 en el Instituto Francés de Petróleo y la segunda en 1992 de un año de duración en la Universidad del País Vasco.
Ha sido convocado por la Secretaría de Energía de la Nación, junto con otros expertos, para asesorar en la reglamentación de la Ley de Hidrógeno y en dicho contexto fue coautor del Plan Nacional de Hidrógeno.
Ha sido coordinador y miembro de la Comisión de Tecnología y actualmente es vicepresidente de asuntos tecnológicos del CONICET y miembro del directorio de Y-TEC.
Ha sido designado miembro de la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.  
El año pasado recibió el premio a la trayectoria en Catálisis, otorgado por la Sociedad Argentina de Catálisis.

En 1991 se publicaba por primera vez un trabajo sobre la factibilidad termodinámica de obtener hidrógeno a partir de una mezcla etanol/agua.1 Los autores pertenecían al Laboratorio de Procesos Catalíticos (LPC) de la FIUBA. Un año después, y en la misma revista, se informaba de un nuevo catalizador para gasificar etanol y producir hidrógeno.2 Esta vez, los autores eran investigadores de la Universidad de Campinas y del LPC. Ambas publicaciones surgieron de un pedido de la empresa COPERSUCAR de Brasil que estaba interesada en la posibilidad de producir hidrógeno usando etanol como materia prima.
grafico-1En 2005, hace 11 años, La Nación y Clarín3,4 publicaban la noticia de que el Laboratorio de Procesos Catalíticos (LPC) y el INGAR (CONICET-UTN) habían vendido Abengoa, a través de un convenio con CONICET, un proceso catalítico para producir hidrógeno a partir de alcohol empleando catalizadores existentes en el mercado. El hidrógeno así producido alimentaría una pila de combustible.
Cabe hacer notar que el etanol es el alcohol etílico, o más comúnmente llamado alcohol, que se vende libremente en las farmacias. Más aún, el que se vende al público es anhidro, para lo cual se requiere un proceso que reduzca el contenido de agua. El que se usa en el proceso puede, y debe, contener una cierta cantidad de agua, lo que hace que sea menos costoso que el de venta libre.
Una vez finalizado el desarrollo, la Secretaría de Ciencia y Técnica (aún no existía el MINCyT) financió, junto con ENARSA, un desarrollo idéntico pero empleando catalizadores sintetizados en el LPC. En el inicio ENARSA apoyó financieramente el proyecto, pero hace alrededor de tres años, con el cambio de autoridades en la empresa ocurrido en el último tramo del Gobierno anterior, interrumpió su apoyo.
El 18 de junio de este año, Clarín Rural5 informaba que “Nissan Motor Co., Ltd., una de las tres mayores automotrices de Japón, anunció el martes que está completando el desarrollo de un vehículo eléctrico, que obtendrá su energía a partir del bioetanol”.
Las tecnologías que emplean energías renovables para fuentes fijas están maduras y aplicándose fundamentalmente a través de parques eólicos, paneles fotovoltaicos y equipos que funcionan con energía solar térmica.
Las tecnologías asociadas a fuentes móviles están en un estadio algo inferior y aún no compiten, en precio, con los vehículos alimentados con combustibles fósiles. La solución parece encaminarse hacia los vehículos eléctricos, al menos para los automóviles. Las baterías, y recientemente las de litio, parecería que están llevando la delantera con respecto a las pilas de combustible alimentadas con hidrógeno.

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Una de las razones es que la logística del hidrógeno es complicada, ya que se trata de un gas muy liviano y, por ende, con baja densidad volumétrica. Para que el coche tenga cierta autonomía, se requiere almacenar el hidrógeno gaseoso a una presión tres veces superior a un tanque de GNC. Por otra parte, son necesarias estaciones de servicio que expendan el hidrógeno.
Nissan, en cambio, propone que el coche, en lugar un tanque de hidrógeno a muy alta presión, tenga un tanque similar al de la nafta, pero con una mezcla etanol/agua a presión atmosférica. Esto reduce notablemente los costes de transformación de las estaciones de servicio, ya que los surtidores de hidrógeno trabajan a 690 bares de presión, lo que supone un problema para la actual red de estaciones de servicio. En cambio, el etanol ya está siendo usado como combustible en mezclas con la nafta. Es decir, no hay que transformar las estaciones de servicio existentes. Dentro del coche se produce, a través de un catalizador, gas de síntesis, una mezcla de hidrógeno y óxidos de carbono. Esa mezcla se alimenta a una pila de combustible de óxido sólido (SOFC), la cual carga la batería que hace mover el vehículo. Un esquema se muestra en la figura 1.6
La propuesta de la empresa japonesa es doblemente innovadora. Utiliza etanol como portador de hidrógeno, un líquido sin toxicidad, soluble en agua y que contiene 6 átomos de hidrógeno por molécula de etanol. Por otra parte, las pilas de combustible tipo PEM (Proton Exchange Membrane) son las que usualmente se utilizan en los prototipos debido a que operan a temperaturas relativamente bajas (80 °C), pero que requieren electrodos de platino, costoso, y de un hidrógeno libre de monóxido de carbono que implica un proceso complejo de purificación del hidrógeno obtenido a partir del alcohol o de cualquier hidrocarburo. Nissan, en cambio, emplea una pila de óxido sólido de alta temperatura (500 °C como mínimo), no necesita electrodos de metales nobles y es más eficiente que una pila PEM. Al trabajar a temperaturas elevadas, no hay riesgo de envenenamiento por monóxido de carbono, el cual, junto con el hidrógeno, reacciona con el oxígeno del aire y la energía química de ambas oxidaciones se transforma en energía eléctrica.  La pila de combustible genera electricidad que se utiliza para cargar la batería y emite a la atmósfera vapor de agua y dióxido de carbono. Sin embargo, el balance de dióxido de carbono es nulo, ya que los recursos vegetales con los que se produce el etanol –cultivos de maíz o de caña de azúcar– habían absorbido ese mismo dióxido de carbono del aire durante su crecimiento (figura 2).

Según el ingeniero Huergo,5 el modelo Nissan también tendría ventajas sobre otros modelos eléctricos, como los Tesla. Éstos se basan en baterías que alimentan motores, y su autonomía alcanza a los 400 km. La recarga rápida lleva media hora. En cambio, el Nissan podrá andar más de 600 km, y llenar el tanque lleva tres minutos. La empresa anunció que el lanzamiento comercial será en 2020, cuando Tokyo sea sede de los Juegos Olímpicos y Paralímpicos.
Son muchas las causas que podrían explicar por qué nuestro país no pudo avanzar en esta tecnología. Algunas son claramente culturales y estructurales, pero lo cierto es que, una vez más, los científicos latinoamericanos proveen ideas que otros países transforman en tecnología.©

Referencias
1 Hydrogen production by the steam reforming of ethanol. Thermodynamic Analysis. Y.García, M. Laborde. Int.J.Hydrogen Energy, 16(5), 307 312, 1991.
2 A novel catalyst system for ethanol gasification. C.A. Luengo, G. Ciampi, M. Cencig, C. Steckelberg, M. Laborde. Int. Journal of Hydrogen Energy. 17(9), 677, 1992.
3 Científicos argentinos venden tecnología de hidrógeno a España. Daniel Arias, La Nación, diciembre 2004.
4 El hidrógeno viene del etanol. Héctor Huergo, Clarín, abril 2005.
5 Un aire más limpio. Héctor Huergo, Clarín Rural, junio 2016.
6 http://www.laf1.es/soymotor/noticias/nissan-etanol-pila-de-hidrogeno-combustible-futuro-921900
sas

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