Ventajas y desventajas del uso de hidrogeno como energético VENTAJAS
Las ventajas del uso del hidrógeno son las siguientes: – El hidrógeno es un combustible extraído del agua, la cual cual es un recurso muy abundante e inagotable en el mundo. – La combustión del del hidrógeno con el aire es es limpia, evitando así la contaminación del medio ambiente; esto es debido a ue los productos de la combustión del hidrógeno con aire son: vapor de agua y residuos insigni!icantes insigni!icantes donde la m"xima temperatura es limitada. #lgunos #lgunos óxidos de nitrógeno son creados a muy altas temperaturas de combustión $%&&& '(), a!ortunadamente, la temperatura de auto ignición del hidrógeno es solamente de *+* '( y los productos de la combustión son en su mayoría vapores de agua, los cuales son productos no contaminantes. – #ltas e!iciencias e!iciencias en la utiliación utiliación del combustible. combustible. El hecho de la conversión directa del combustible a energía a trav-s de una reacción electrouímica, hace ue las pilas de combustible puedan producir m"s energía con la misma cantidad de combustible si lo comparamos con una combustión tradicional. El proceso directo hace ue las e!iciencias puedan alcanar entre &/ y 0&/, dependiendo del sistema de pila de combustible y adem"s se puede emplear el calor adicional producido. – 1educción del peligro peligro medioambiental medioambiental inherente inherente de las las industrias extractivas. 2i se produce un escape de hidrógeno, hidrógeno, -ste se evaporar" de !orma instant"nea debido a ue es m"s ligero ue el aire. – 3uncionamiento 3uncionamiento silencioso. #l carecer carecer de partes móviles, móviles, se ha estimado ue el nivel de ruido a & metros de una pila de combustible de tama4o medio es 5nicamente de ** decibelios. Es por ello ue podrían usarse pilas de combustible en recintos
urbanos – DESVENTAJASLas desventajas del uso del hidrógeno son las siguientes: – (omo no es un combustible primario entonces se incurre en un gasto para su obtención. – 1euiere de sistemas de almacenamiento costoso y poco desarrollado. – Elevado gasto de energía en la licue!acción del hidrógeno. – Elevado precio del hidrógeno puro. – #lto peso de pilas de combustible para los prototipos actuales; 2e estima ue un coche con pila de combustible cuesta un & / m"s ue uno de gasolina o diesel con prestaciones similares. – #l tratarse de una tecnología en desarrollo y contar todavía con una baja demanda de unidades, su precio no puede, hoy en día, competir con el de las tecnologías convencionales. Procesos comerciales de obtención de hidrogeno El 6idrogeno es producido en la actual por procesos de re!ormado catalítico la mayoría de las !uentes económicas de hidrógeno son el carbón y el gas natural, con un costo estimado de 7.+ 8 9 g y .7 8 9 g para cada !uente de energía, respectivamente. 1e!ormado de
6%? @@@@@@@@@@ (? > 6 % $A6o B %&C D9mol)El gas natural reacciona con vapor de agua en cataliadores de i en un re!ormador primario a temperaturas próximas a 7%&& F y presión total de %&@& bar. #unue la esteuiometria de la reacción solamente reuiere 7 mol de 6%? por mol de (6=, se incorpora un exceso de 6%? $usualmente %.*@ *.&) para reducir la !ormación de carbón. La conversión de (6= a la salida del
re!ormador est" en el orden 0&@0%/ y la composición de la mecla se acerca a la ue predice el euilibrio termodin"mico. # la salida del re!ormador primario se coloca un segundo re!ormador autot-rmico en el ue +@7&/ del (6 = no convertido reacciona con oxígeno en la parte superior del tubo. La composición del gas se euilibra con un cataliador de i colocado en la ona de combustión. Gara la producción de 6 % $amoníaco, uso en re!inería, petrouímica, metalurgia, pilas de combustible), el (? presente en la corriente de salida se convierte en 6% adicional en sendos reactores de desplaamiento a elevada y baja temperatura, respectivamente. La reacción del gas de agua: (? > 6% ? @@@@@@@@ (? % > 6% $A6o B @=7.7 D9mol) #justa la relación 6% 9(?. 2i el gas de síntesis se convierte a 6 %, son precisos dos reactores: uno de alta temperatura $6H2) ue opera a C& F y otro de baja temperatura $LH2) a =& F. El proceso de re!ormado con vapor $2I1) produce gas de síntesis con cerca de * vol/ $base seca) a elevada presión. El hidrógeno se puri!ica despu-s en unidades G2# $pressure sJing adsorption), en las ue se alcana una purea típica de 00.00 vol/. En estas unidades G2#, los gases di!erentes al 6 % ue vienen del re!ormador y los reactores de desplaamiento se adsorben a elevada presión sobre eolitas o carbón activo. Estos gases ue no contienen 6 % se desorben por expansión hasta presión próxima a la atmos!-rica y posteriormente se reinyectan en el re!ormador como !uente de energía t-rmica. Estudios han demostrado ue, las plantas sin retención tienen un costo de 7.7* 8 9 g de hidrógeno, y si se incluye el secuestro, el aumento de los costos de 7.C89g. Electrólisis del agua: El paso de la corriente el-ctrica a trav-s del
agua, produce una disociación entre el hidrógeno y el oxígeno, componentes de la mol-cula del agua 6 %?. El hidrógeno se recoge en el c"todo $polo cargado negativamente) y el oxígeno en el "nodo. El proceso es mucho m"s caro ue el re!ormado con vapor, pero produce hidrógeno de gran purea. Este hidrógeno se utilia en la industria electrónica, !armac-utica o alimentaria.
Proceso de producción de hidrógeno El hidrógeno se emplea en el re!ino del petróleo para mejorar la calidad de los combustibles. El re!ormado con vapor o steam reforming es el proceso principal de producción de hidrógeno en las re!inerías y permite convertir, a m"s de +&& K( y con la ayuda de un cataliador de níuel, hidrocarburos ligeros $gas natural, propano, butano o na!tas) y vapor de agua en hidrógeno.
En el (entro de Hecnología 1epsol se dispone de plantas piloto de re!ormado con vapor y procesos asociados $pre@re!ormado y (? shift ) ue nos permiten reproducir los procesos industriales a escala reducida para optimiar los rendimientos, mejorar la e!iciencia energ-tica, reducir las emisiones asociadas al proceso y evaluar el desempe4o de los di!erentes cataliadores disponibles para seleccionar el m"s adecuado y desarrollar alternativas de obtención de hidrógeno m"s sostenibles.
Ciclos termoquí micos Son ciclos termodinámicos de hidrólisis, en dos pasos, para producir hidr ógeno mediante energí a solar. El primer paso, endot érmico, consiste en la disociaci ón térmica del ZnO(s) en Zn(g) y O 2(g) a 2300 K, utilizando energ í a solar concentrada como fuente de calor. El segundo paso, sin ayuda del sol y exotérmico, es la hidrólisis por Zn(l) a 700 K para producir H2 y ZnO(s). Este último se separa de forma natural y se recicla hacia el paso primero. El hidr ógeno y el oxí geno se producen en pasos diferentes, con lo que no es necesario separarlos.
http://www.transdisciplinario.cinvestav.mx/Portals/0/SiteDoc/PDF/01_ive ra.pd! http://www.repsol.com/pe_es/corporacion/conocer"repsol/canal" tecnologia/aplicamos"nuevas"tecnologias/re#no"productos/proceso" produccion"hidrogeno.aspx
