UNAD

ACTIVIDAD 1.-MATERIALES PARA EL ALMACENAMIENTO DEL HIDROGENO

SEMINARIO DE HIDROGENO Y BIOENERGIA

Carla Nayeli Damián Martínez

20/08/2013

Tabla comparativa de los métodos de almacenamiento de hidrogeno.Introducción:Cuando hablamos de la producción de Hidrogeno nos topamos con un nuevo inconveniente. Su almacenamiento.La tecnología actual se ha esforzado por innovar en inventos para almacenar el Hidrogeno de tal manera que se optimice su utilización, se disminuyan costos y se pueda tener seguridad al utilizarlo.

Los distintos usos del hidrogeno lograron que se invierta en nuevas técnicas de almacenamiento entre las cuales están: almacenamiento físico como gas comprimido o licuado, almacenamiento químico como hidruros metálicos, almacenamiento por nanotubos, etc. Aunque cada método de almacenamiento tiene sus propiedades deseables, en la mayoría de los casos no satisfacen los requerimientos del transporte, como costes, seguridad, eficiencia energética, tamaño y peso.

Por ello analizaremos en la siguiente tabla cada uno:

Dispositivo de almacenamiento

Características Rangos de operación

Materiales utilizados

Capacidad de almacenamiento

Descripción Material adecuado

Tanques de almacenamiento de Hidrogeno comprimido

Compresión por trabajo mecánico.Aumenta la cantidad en masa de H en la unidad de volumen.

Mediano plazo o estacional ≤300kW

Acero ligero,aluminio y sus compuestos.

12kg x m3 Cilindros a presión que contienen hidrogeno gaseoso tanto para sistemas móviles o estacionarios

Compuestos de plástico con aluminio o con acero para el interior del tanque.

Pila de combustible

Proceso no contaminante, Rápido abastecimiento,

Eficiencia del 60-70%≤30kW (Corto plazo) Pequeñas aplicaciones

Hidruros metálicos.

5kg de gas Deposito de paredes muy robustas con hidrogeno a presión alta para tener 5 kg de gas; el cual pesa 75kg en total.

Tanques de almacenamiento de hidrogeno liquido criogénico

Utilizado principalmente en la investigación espacial.H liquido tiene la mayor densidad

Mediano plazo o estacional ≤300kW hasta >100MW

Todos los tanques tienen un aislamiento al vacío entre la pared interna y la externa;

Tanques desde 100 1 hasta tanques esféricos estacionarios de 2.000 m3

Tanques súper aislados a baja presión.

de energía de los combustibles químicos y contiene tres veces más energía que un peso igual de gasolina.

generalmente hechos de aislante perlite; los móviles tienen 30 capas de aluminio separadas por hojas o esferas plásticas.

Materiales de estado sólido. Hidruros metálicos compuestos

Forma más segura de almacenar hidrogeno.Consiste en que ciertos metales tienen la propiedad de formar enlaces covalentes reversibles con H.

≤30kW (Corto plazo) Pequeñas aplicaciones

Tanques de Metal-hidruroEn su interior tienen una aleación capaz de absorber hidrogeno.Hidruros metálicos a proporción de 1-7% en peso de H.

Depende de la temperatura y presión:A 175 ºK se almacenan 8g de H2 por litro.

Tanques de Metal-hidruro

Titanio, porque la concentración de hidrogeno por unidad de volumen es más alta que el Hidrogeno líquido.Aleaciones del grupo V.

Nano estructuras del carbono

Consiste en introducir en una cámara a presión nanotubos de carbono donde posteriormente se introduce H, cuando se deja salir el H se aprecia una disminución del mismo de la que se deduce que la

≤30kW (Corto plazo) Pequeñas aplicaciones

Nano carbonos incluyendo nanotubos, nano fibras y carbones súper activados o fibras de carbones súper activados.

15kg/m3Se espera que el sistema de tanques aumente hasta el 12% del Hidrogeno almacenado.

Todos los Nano carbonos: fibras, tubos, carbones súper activados.

Cilindros con fibra de carbono.

diferencia es la cantidad que ha quedado en los nanotubos.

Micro esferas de Vidrio y Zeolitas

Almacenamiento a alta presión en esferas de vidrio huecas

≤30kW (Corto plazo) Pequeñas aplicaciones

Micro esferas de vidrio hueco

- Micro esferas con diámetro de 25 a 500 micrones, con hidrogeno a 200-400ºC. Al calentar las esferas o aplastarlas se libera el hidrogeno.

Vidrio

Hidruros líquidos Unión de Hidrogeno con metales como ciclo hexano, amoniaco, metanol…

≤30kW (Corto plazo) Pequeñas aplicaciones

Metales como ciclo hexano, Amoniaco, metanol…

Volúmenes pequeños

Almacenamiento de Hidrogeno en forma estacional de manera mas o menos estable.

Amoniaco, metanol.

Almacenamiento en esponja de hierro

Reducción de Fe3O4 por hidrogeno o monóxido de carbono, liberando vapor de agua. Cuando ocurre la descarga el vapor de agua se introduce y limpia el gas hidrogeno húmedo.

≤30kW (Corto plazo) Pequeñas aplicaciones

Fe3O4 - Bajo coste, en magnitud barato.Mitad que el de hidruros doble que el de H2 almacenado pasteurizado.

Gases ricos de hidrogeno obtenidos de hidrocarburos y usados para almacenar no necesitan reacción de rotación u oxidación selectiva.

Referencias:

- “Principales técnicas de almacenamiento de Hidrogeno” María Ester Guervos Galeón; 15 Marzo 2003 http://estherguervos.galeon.com/4alm.pdf consultado el 21,08,2013