8/6/2019 Hidrgeno: el combustible del futuro

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Biomasa

Hidro

Elica

Solar

Geotrmica

Carbn

Nuclear

Gas Natural

Petrleo

H2

Electrlisis

Reformado

El hidrgeno es un portador de energa, no esun recurso energtico.

A partir de una fuenteprimaria de energa

Actualmente el 95 % del H2se produce a partir decombustibles fsiles

Vector Energtico

Objetivo de la actividad del ITC: demostrar la viabilidad tcnica y econmica de un sistema detransporte, que a travs de tecnologas asociadas a la produccin y uso del hidrgeno, permita aprovechar

los recursos energticos renovables de Canarias, para la produccin de hidrgeno, como combustible de

automocin.

El hidrgeno como vector energtico permitir aumentar la participacin de las energas renovables en el mixenergtico de Canarias, reduciendo as su dependencia del petrleo en el sector del transporte.

Es el elemento ms ligero y abundante de la naturaleza Rara vez se encuentra puro en estado natural, y la mayor parte de las veces unido al oxgeno formando agua, y al

carbono en los hidrocarburos (molculas muy estables) Se requiere un importante aporte energtico para extraerlo en una forma energticamente aprovechable

Se trata de un vector energtico, una forma secundaria de energa que se debe transformar a partir de otras fuentesprimarias

EL ITC impulsa el I+D en la integracin de las energas renovables y las tecnologas delhidrgeno, en Canarias

El uso de hidrgeno como combustible limpio en la automocin permitir sustituir a los combustibles fsiles, reduciendo as la dependencia delpetrleo en el sector del transporte en Canarias.

Las EERR se pueden utilizar como fuente primaria de energa para la produccin de la electricidad necesaria para la descomposicin de la molcula de

agua a travs de un proceso de electrlisis. De esta forma la produccin de hidrgeno se efecta de forma totalmente limpia sin ninguna emisin de gases

contaminantes. En el posterior proceso que ocurre en el vehculo, donde este hidrgeno se utiliza como combustible de automocin, la nica emisin que

tenemos es la de vapor de agua. Por lo cual un sistema de transporte basado en este combustible es totalmente respetuoso con el medio ambiente.

En 1874 Julio Verne, cien aos antes queempezasen las investigaciones modernas con

hidrgeno, escribi en La isla misteriosa, en lacual profetizaba en boca del ingeniero CyrusHarding:creo que algn da se utilizar el agua como

combustible. Que el hidrgeno y el oxgeno que lacomponen, ya sean juntos o separados,proporcionarn una fuente inagotable de luz ycalor, de una intensidad de la cual el carbn no escapaz. El agua ser el carbn delfuturo.

Las pequeas y dbiles redes insulares limitan el aprovechamiento de las energas renovables, intermitentes yvariables.

Estamos cerca de los mximos niveles de penetracin permitida, lo que dificulta la instalacin de nuevos parqueselicos conectados a red.

Es preciso contar con sistemas de almacenamiento masivo de energa, que permita la expansin delaprovechamiento de las energas renovables.

El hidrgeno producido a partir de energa EERR, para su posterior utilizacin en aplicaciones estacionarias o de

transportes, permite adaptar la generacin a las necesidades y al estado de la red elctrica.

EL HIDRGENO Y LAS ENERGAS RENOVABLES

HIDRGENO COMO COMBUSTIBLE DE AUTOMOCINCon una potencia elica instalada en Canarias de 1.025MW (objetivo PECAN 2006 para 2015), si se emplearanlas horas de la noche que van desde las 0 h a las 6 hpara producir hidrgeno, se obtendra suficientecombustible para abastecer a 600 guaguas de transportepblico.

=

0 C, 1 atm1.000 litros

1 NMH2

3.00 kWh

Pila de Combustible1,50 kWh

1,50 kWh

EnergaTrmica

Calor

Elctrica

350 atm

= 50 %

89.9 g de H2

89.9 g de H2

2,9 litros

PILA DE COMBUSTIBLE

Una pila de combustible es un dispositivo que permite la conversindirecta en energa elctrica de una reaccin qumica de oxidacin-reduccin.Su funcionamiento se basa en un proceso inverso al de la electrlisis:hidrgeno y oxgeno se combinan para formar agua con produccin deenerga elctrica y desprendimiento de calor.

En una clula de combustible PEM se producen dos reaccionessimultneamente: una oxidacin (prdida de electrones) en elnodo

Reaccin total: 2H2 + O2 2H2OEstas dos reacciones llevan a cabo una reaccin de oxidacin-reduccin (redox) total que permite la formacin de agua a partirde hidrgeno y oxgeno en estado gaseoso.

Reduccin: O2+ 4e-+ 4H+ H2O

Oxidacin: 2 H2 4H+ + 4e-

MOTOR DE COMBUSTIN INTERNAEl H2 puede ser quemado en motores de combustin interna de gasolina tradicionales ligeramente modificados, pero adaptados a las propiedadesde la combustin del H2.

Se produce una oxidacin rpida o combustin del combustible y aire en un espacio confinado. La reaccin exotrmica delcombustible con el oxidante genera gases a alta temperatura y presin, a los que se les permite expandirse para producirtrabajo.

Es una apuesta menos arriesgada que la pila de combustible, porque parte de una tecnologa que lleva utilizndosealrededor de 100 aos, y permite un cambio gradual hacia el nuevo combustible hidrgeno.

EL HIDRGENO: El Combustible del Futuro

H2O

4,5 kWh/Nm3H2 *

Electricidad

* NmH2 = Normal metro cbicode hidrgeno (H2 en condicionesnormales de 0C y 1 atm

Electrolizador

H2O

y una reduccin (ganancia de electrones) en el ctodo