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GENERACIÓN DE HIDRÓGENO POR HIDRÓLISIS CON ALUMINIO METÁLICO PARA USO EN CELDAS DE COMBUSTIBLE Jhonny Arias Ronny Flores Universidad Central del Ecuador Facultad de Ciencias Químicas Quito, 19 de Octubre del 2013 Energía Sostenible: Energías Renovables y Eficiencia Energética
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GENERACIÓN DE HIDRÓGENO
POR HIDRÓLISIS CON ALUMINIO
METÁLICO PARA USO EN CELDAS
DE COMBUSTIBLE
Jhonny Arias Ronny Flores
Universidad Central del Ecuador
Facultad de Ciencias Químicas
Quito, 19 de Octubre del 2013
Energía Sostenible:
Energías Renovables y Eficiencia Energética
Problemática
Contaminación ambiental por
el uso de combustibles
fósiles
Causas
Efectos
Nuevas tecnologías
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Hidrólisis
con
metales
Objetivo
El objetivo del presente estudio fue
generar hidrógeno por hidrólisis para uso
en celdas de combustible usando aluminio
y óxido de calcio como promotores de la
reacción
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Panorama internacional y
nacional
Figura 1. Origen del hidrógeno
producido en la actualidad (Linares &
Moratilla, 2006) Figura 2. Aplicaciones actuales del hidrógeno.
(Linares & Moratilla, 2006)
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Celdas de combustible
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• Sistema de transformación de
energía química en energía
eléctrica
• Las más comunes PEMFC
• No confundir con combustión.
• 𝐻2 → 2𝐻+ + 2𝑒−
•1
2𝑂2 + 2𝐻
+ + 2𝑒− → 𝐻2𝑂
• 𝐻2+1
2𝑂2 → 𝐻2𝑂
Figura 3. Esquema de una celda de combustible.
(Linares & Moratilla, 2006)
Generación de hidrógeno
Reacción de hidrólisis con el aluminio
acondicionado
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)(2)(2)( )( acls OHCaOHCaO
)(2)(42)(2)(2)( 32)(2 gaclacs HOCaAlOHOHCaAl
Figura 4. Mecanismo de reacción de
aluminio con agua sin promotores.
a. Fase de inducción
b. Formación de hidrógeno
(Petrovic & Thomas, 2010)
a b
Generación de hidrógeno
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Recolección de materia prima (MP)
Lavado y acondicio-namiento
MP
Generación de
hidrógeno
Determinación de la pureza
Aplicación
Figura 5. Equipo para recolección de hidrógeno
Figura 6. Equipo para la determinación de humedad
Generación de hidrógeno
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Figura 8. Volumen de H2
generado por un gramo de
aluminio y 100 ml de agua en
función de la masa de CaO
luego de tres h de reacción.
Figura 7. Cinética de la
generación de hidrógeno por
hidrólisis con aluminio y óxido de
calcio en diferentes proporciones.
Conclusiones
La relación óptima de cal fue de 2,5 g/g de
Al tratado en 100 ml de agua
El rendimiento de la reacción luego de 8
horas de reacción fue de
aproximadamente del 100 %
El óxido de calcio resultó ser eficiente en
remover la capa protectora de óxido del
aluminio metálico para que se dé la
descomposición del agua 9
Conclusiones
Las materias primas son de fácil acceso y
de bajos costos y estas constituyen el
agua, aluminio y la cal.
El hidrógeno producido al ser de una
elevada pureza se puede utilizar, también,
en varios procesos químicos.
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Recomendaciones
Se recomienda realizar una evaluación de
los residuos del proceso con el fin de
encontrar una aplicación y
aprovechamiento de los mismos
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Bibliografía
Linares, J. I., & Moratilla, B. Y. (2006). El
Hidrógeno y la Energía. Madrid:
Universidad Pontificia Comillas.
Petrovic, J., & Thomas, J. (2010).
Reaction of aluminum with water to
produce hydrogen. USA: U.S. Department
of Energy.
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Gracias por su atención
“…creo que algún día se empleará el agua como
combustible, que el hidrógeno y el oxígeno de los
que está formada, usados por separado o de forma
conjunta, proporcionarán una fuente inagotable de
luz y calor.
El agua será el carbón del futuro.”
Julio Verne
“La isla misteriosa” (1874)
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