Los robots submarinos autónomos, como los planeadores oceánicos, son herramientas esenciales en la investigación marina. La mayoría de estos sistemas funcionan con baterías de litio, que presentan importantes inconvenientes. Para abordar estos problemas, científicos del Helmholtz-Zentrum Hereon han desarrollado un nuevo sistema energético. Utilizando hidrógeno como fuente de energía, este sistema es significativamente más sostenible que las baterías de litio y permite una mayor autonomía para los planeadores oceánicos. La característica distintiva de este sistema es el uso de tecnología de membranas que extrae oxígeno del agua de mar, similar al funcionamiento de las branquias de los peces.
Los planeadores oceánicos pueden navegar de forma autónoma por el océano durante varias semanas. Sus sensores miden parámetros como la temperatura, la presión, la salinidad, la concentración de oxígeno y las corrientes. Capaces de sumergirse hasta profundidades de 1.000 metros, facilitan mediciones que son difíciles de lograr con buques de investigación. Además, los planeadores se pueden operar a un costo mucho menor que los buques de investigación. Sin embargo, las baterías de litio presentan desafíos para los equipos de investigación, ya que están clasificadas como materiales peligrosos y solo pueden transportarse bajo estrictas regulaciones de seguridad, lo que complica la logística y aumenta los costos del proyecto.
Dr. Lucas Merckelbach y Dr. Prokopios Georgopanos del Helmholtz-Zentrum Hereon han desarrollado una alternativa. En lugar de utilizar baterías, proponen alimentar los planeadores con una pila de combustible que genera electricidad a partir de hidrógeno y oxígeno. Un planeador puede ser cargado con hidrógeno en el sitio de despliegue. Un contenedor con hidruros metálicos sirve como un medio de almacenamiento seguro y eficiente. Estos hidruros almacenan hidrógeno al enlazarlo a nivel atómico. Por otro lado, el oxígeno no se almacena, sino que se extrae directamente del agua de mar. «La naturaleza es una gran fuente de inspiración para nosotros», afirma Merckelbach, quien trabaja en el Instituto de Dinámica Oceánica Costera y utiliza planeadores oceánicos en su propia investigación.
El concepto fue desarrollado por Lucas Merckelbach en colaboración con Prokopios Georgopanos del Instituto de Investigación de Membranas. Georgopanos identificó una membrana de silicona permeable al oxígeno que funciona como branquias artificiales cuando se integra en el casco del planeador. Expuesta al agua de mar rica en oxígeno en el exterior, la membrana permite que el oxígeno se difunda en un flujo de aire interno recirculante. La pila de combustible extrae oxígeno de este flujo de aire, donde reacciona con el hidrógeno para generar energía eléctrica. Este sistema elimina la necesidad de almacenamiento de oxígeno a bordo, lo que permite utilizar el peso y el volumen ahorrados para almacenar más hidrógeno, aumentando la densidad energética y reduciendo los costos operativos en comparación con las soluciones de baterías actuales.
