INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECẦNICA Y ELECTRICA UNIDAD CULHUACAN “DISEÑO ANALÍTICO DE UNA CELDA DE COMBUSTIBLE TI
Author:  Carla Pinto Cano

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECẦNICA Y ELECTRICA UNIDAD CULHUACAN

“DISEÑO ANALÍTICO DE UNA CELDA DE COMBUSTIBLE TIPO PEM PARA APLICACIÓN AUTOMOTRIZ”

T QUE

E PARA

S OBTENER

I EL

S TITULO DE:

INGENIERO MECẦNICO

PRESENTA: RODRIGO RAMÍREZ NAVA

DIRECTOR (ES) DE TESIS: M. EN C. JUAN CARLOS PAREDES ROJAS M. EN C. FERNANDO ELI ORTÍZ HERNÁNDEZ

MÉXICO, D.F., JULIO DE 2015

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN

TESIS INDIVIDUAL Que como prueba escrita de su Examen Profesional para obtener el Título de Ingeniero Mecánico, deberá desarrollar el C.: RODRIGO RAMIREZ NAVA

“DISEÑO ANALITICO DE UNA CELDA DE COMBUSTIBLE TIPO PEM PARA APLICACIÓN AUTOMOTRIZ”

Durante las últimas décadas, el mercado internacional de energéticos ha sido testigo de múltiples transformaciones, así como también ha visto el surgimiento de nuevas alternativas de energía que tienen un impacto distinto en materia social, económica y medioambiental. La principal problemática que enfrenta la humanidad es ser dependientes y basarse en la utilización de combustibles fósiles mayormente el petróleo y sus derivados, dicha fuente de energía produce la mayor parte de la contaminación ambiental y a su vez influye en problemas más graves, como el cambio climático. El presente trabajo, presenta una propuesta para satisfacer la demanda energética en automotriz, el hidrogeno está destinado a convertirse en un vector energético predominante. En le presente trabajo se desarrolló una propuesta de diseño de una celda de combustible tipo PEM para su aplicación automotriz. Las celdas de combustible podrían reducir de manera significativa la contaminación del aire urbano debido a su alta eficiencia energética. CAPITULADO

Capítulo I Antecedentes Capítulo II Marco teórico Capitulo III Diseño de una celda de combustible tipo PEM Capitulo IV Análisis de resultados México D. F., a 23 de Julio de 2015

PRIMER ASESOR

M. EN C. JUAN CARLOS PAREDES ROJAS

Vo. Bo.

RAMÓN AVILA ANAYA JEFE DE LA CARRERA DE I.M.

SEGUNDO ASESOR

M. EN C. FERNANDO ELÍ ORTIZ HERNÁNDEZ

APROBADO

M. EN C. HECTOR BECERRIL MENDOZA SUBDIRECTOR ACADÉMICO

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a mi padre, a mis dos mamás por su cariño y apoyo incondicional una alentándome desde algún lugar y la otra dándome soporte

brindándome, muchas

fuerzas y buenos consejos, agradezco a mis hermanos por su cariño y motivación. Agradezco también a Viridiana por haberme dado ánimos para concluir este trabajo Al M. en C. Juan Carlos Paredes Rojas por dejarme participar en este proyecto, compartir sus conocimientos y asesorarme para realizar este trabajo de tesis.

CONTENIDO RESUMEN .................................................................................................................... I ABSTRACT ...................................................................................................................... II INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ III OBJETIVO ................................................................................................................. IV JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................ V CAPITULO 1

ANTECEDENTES .........................................................................................................I 1.1

El hidrógeno ..................................................................................................... 2

1.2

Antecedentes del hidrógeno .......................................................................... 3

1.3

Propiedades del hidrógeno ............................................................................ 5

1.4 Uso del hidrógeno como combustible ............................................................ 6 1.4

Seguridad en el uso del hidrógeno ............................................................... 6

1.6 Tecnologías de producción de hidrógeno ....................................................... 7 1.6.1 Procesos térmicos ................................................................................................................ 7 1.6.2 Procesos electrolíticos ..................................................................................................... 8 1.6.3 Procesos fotolíticos .......................................................................................................... 8

1.7 Almacenamiento del hidrógeno ........................................................................ 8 1.8 Comparación del hidrógeno y otros combustibles ...................................... 10 1.9 Historia de las Celdas de combustible ........................................................... 12 1.10 Utilización de celdas en el espacio en el siglo XX...................................... 16 1.11 Hidrógeno en la industria automotriz ........................................................... 17 CAPITULO 2

MARCO TÉORICO .................................................................................................... 20 2.1 Situación energética en México a finales del siglo XX ............................... 21 2.2 Situación energética en México a inicios del siglo XXI ............................... 23 2.3 Celda de combustible ...................................................................................... 25 2.3.1 Tipos de celdas de combustible ...................................................................................... 26 2.3.2 Pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC)........ 28

2.4 Descripción de una pila de combustible ....................................................... 30 2.5 Componentes de una pila PEM ....................................................................... 32 2.5.1. Electrolito (MEA) ................................................................................................................. 32 2.5.2. Capas catalíticas............................................................................................................. 33

2.6 Ventajas y desventajas de celdas de combustible ....................................... 36 CAPITULO 3

DISEÑO DE UNA CELDA DE COMBUSTIBLE TIPO PEM ................................... 39 3.1.- Fundamentos Teóricos del Funcionamiento de una Celda de Combustible .................................................................................................................................... 40 3.2. Configuración de un stack ............................................................................. 41 3.3.- Energía Libre de Gibbs ................................................................................... 45 3.4. Funcionamiento Ideal ...................................................................................... 47 3.5. Funcionamiento real e irreversibilidades ..................................................... 48 3.5.1 Sobrepotencial por Activación ........................................................................................ 49 3.5.2. Sobrepotencial por Resistencia Óhmica ................................................................... 51

3.6 Puntos Necesarios para el Diseño .................................................................. 53 3.7 Datos iniciales, área activa de la celda y generación de potencia ............ 54 3.7.1 Diseño Analítico.................................................................................................................. 56 3.7.2 Diseño del Sistema de enfriamiento ............................................................................ 61

3.8 Resultados Obtenidos para el diseño de una celda tipo PEM .................... 66 CAPITULO 4

ANALISIS DE RESULTADOS .................................................................................. 67 RESULTADOS .......................................................................................................... 68

ANEXOS .................................................................................................................... 71 Bibliografía .................................................................................................................. 91

RESUMEN

El uso de los tradicionales vectores energéticos, basados en combustibles fósiles, ha producido impactos graves y perjudiciales en el medio ambiente por la emisión de gases de efecto invernadero responsables del calentamiento global que sufre nuestro planeta. Además, la disminución de las reservas mundiales de petróleo llevará en pocos años a una crisis energética. Por esto es necesario que se transforme la matriz energética de los países hacia sistemas de producción de energía limpia, eficiente, confiable y con bajas emisiones de carbono, haciendo que el proceso de cambio de aprovechamiento de los recursos sea sostenible.

El futuro de la energía pasa por hidrógeno, el combustible más limpio que existe, que transformará las relaciones sociales y económicas en todo el mundo hacia la conquista de una economía energética sostenida. Una celda de combustible de intercambio protónico (CCMIP) es un dispositivo que produce electricidad, calor y agua usando hidrogeno y aire. En el presente trabajo se presenta el diseñó un stack de celda de combustible de tipo membrana de intercambio protónico, el diseño se realizó analíticamente teniendo en cuenta los factores que afectan el funcionamiento enfocándonos más en el sistema de humidificación y enfriamiento durante el funcionamiento de la celda. En este trabajo se ha diseñado una CCMIP con un área activa de 100

. Generando

un voltaje de 1000 watts Las partes de la celda fueron diseñadas usando Catia 2015. La celda de combustible de hidrógeno tipo PEM genera electricidad, calor y agua como subproducto, es totalmente sustentable en el capítulo cuatro y en los anexos se dan opciones factibles para la implementación en el transporte como: autobuses, automóviles, motocicletas, generación de electricidad etc.

I

ABSTRACT

The use of traditional energy sources based on fossil fuels, have caused serious and damaging impact on the environment by the emission of gases responsible for global warming to our planet warming. In addition, the decline in world oil reserves will in a few years to an energy crisis. Therefore it is necessary that the country's energy matrix is transformed into production systems clean, efficient, reliable and low-carbon energy, making the process of changing resource use is sustainable. The future of energy passes through hydrogen, the cleanest fuel there, that will transform the social and economic relations worldwide to conquer a sustainable energy economy. A fuel cell proton exchange (PEMFC) is a device that produces electricity, heat and water using hydrogen and air. In this paper he presents the design a stack of fuel cell proton exchange membrane type, the design is performed analytically taking into account the factors affecting the operation to focus more on the humidification and cooling system during operation of the cell . This paper designed a PEMFC with an active area of 100 cm 〖〗 ^ 2. They generate a voltage of 1000 watts The parts of the cell were designed using Catia 2015. The hydrogen fuel cell PEM generates electricity, heat and water as a byproduct, is fully sustainable in chapter four and annexes are given feasible options for implementation in transport such as buses, cars, motorcycles, power generation etc.

II

INTRODUCCIÓN

Desde tiempos muy remotos existen avances científicos y tecnológicos que nos han permitidos desarrollar herramientas e instrumentos que nos facilitan las tareas cotidianas del hombre realizando acciones que antes no serían posibles. Estos avances se han sido reflejados en campos de ingeniería más enfocados en la tecnología del uso de hidrogeno para generar energía eléctrica y sustituir la conexión directa en los equipos por una generación móvil de electricidad, con un almacenamiento del gas a presiones moderadas y concentraciones importantes.

Hoy en día es fácil darse cuenta la problemática que se enfrenta la humanidad al ser dependientes y basarse en la utilización de combustibles fósiles mayormente el petróleo y sus derivados, para obtener energía la cual produce la mayor parte de la contaminación ambiental y a su vez influye en problemas más graves, como el cambio climático. Actualmente los avances científicos y tecnológicos, permiten desarrollar equipos e instrumentos sofisticados que facilitan las tareas cotidianas del hombre e inclusive le permiten realiza acciones que antes no eran posibles. Este impacto tecnológico ha alcanzado todos los sectores, incluyendo las ciencias enfocadas a la tecnología del Hidrógeno; a tal grado que en nuestros días ya es posible experimentar con tecnologías que permiten el uso de celdas de hidrógeno, para generar energía eléctrica y sustituir la conexión directa en los equipos por una generación móvil de electricidad, con un almacenamiento del gas a presiones moderadas y concentraciones importantes.

El desarrollo de investigación en torno al hidrogeno en nuestro país no se ha desarrollado ampliamente no se cuenta con la infraestructura necesaria para destacar en este ramo; por esta razón la mayoría de los equipos e instrumentales, son adquiridos en el mercado internacional. Alemania, Japón y EUA son algunos de los países que sobre salen en este mercado.

III

Es por ello que el presente trabajo, presenta una opción factible y económica para satisfacer una de las muchas necesidades y dificultades a las que se enfrenta la tecnología del Hidrógeno, para convertirse en un vector energético predominante. La combustión moderna representa una de las ramas más desarrolladas de la ingeniería en energéticos. El campo de la generación de energía es muy vasto, y abarca los campos industrial, doméstico y de transporte. En todos los casos una de las prioridades, después de cumplir con el suministro confiable de energía, es la preservación ambiental y la búsqueda del llamado factor cero emisión, mal utilizado actualmente por la industria del gas natural y el etanol, que si bien es verdad son menos contaminantes que los hidrocarburos convencionales, no son cero emisiones y por lo tanto tampoco la solución real. Las celdas de combustible podrían reducir de manera significativa la contaminación del aire urbano, y a la vez reducir las importaciones de combustibles sólidos.

OBJETIVO

Diseñar analíticamente una celda de combustible tipo PEM para aplicación automotriz bajo el principio de generación de energía eléctrica utilizando una fuente de energía sustentable con el medio ambiente.

IV

JUSTIFICACIÓN

En la actualidad los problemas de contaminación se han convertido en algo realmente preocupante, con el uso de combustibles fósiles que en parte ha propiciado el cambio climático y a su vez un impacto dañino para los seres vivos. Sin embargo estos tipos de recursos, principalmente el petróleo han ido disminuyendo progresivamente a lo largo de estas últimas dos décadas esto se debe al crecimiento de ciudades y la demanda que se genera al brindar servicios. Considerando la limitación de los recursos fósiles en un futuro muy cercano el sector energético se ha dado a la tarea de sustituir los recursos fósiles por nuevas fuentes de energía renovable, una fuente potencialmente considerable es el hidrogeno puesto que sus aplicaciones podrían llegar a dar varias soluciones a esta problemática. Entre las ventajas del uso del Hidrógeno, se puede mencionar que el subproducto de la combustión es vapor de agua y que su universalización podría permitir un sistema de producción, almacenamiento y consumo de energía descentralizado. Existe una razón económica para utilizar otras fuentes de energía como es el caso del hidrogeno como combustible, los combustibles fósiles con forme va pasando el tiempo se va elevando el costo económico, esto se debe a la demanda cada vez mayor mientras que la oferta decrece con forme pasa el tiempo. En los siguientes años se espera una demanda cada vez mayor de combustibles fósiles por esta razón es fundamental encontrar soluciones y emprender acciones inmediatas, el hidrogeno sería una fuente de energía renovable estable con un costo accesible y siendo amigable con el medio ambiente.

V

ANTECEDENTES EN ESTE CAPITULO SE PRESENTARÁN LOS ANTECEDENTES SOBRE INFORMACIÓN BASICA DEL HIDRÓGENO ASI COMO TAMBIÉN UNA RECOPILACAION DE ELEMENTOS NECESARIOS PARA ENTENDER AL HIDRÓGENO COMO FUENTE DE ENRGÍA RENOVABLE.

Capítulo 1 ANTECEDENTES

2

1.1 El hidrógeno El hidrógeno es el elemento químico más abundante en el universo y el tercero más abundante en la tierra. [1]

El hidrógeno, de símbolo químico H, es el elemento más simple en la tierra. Un átomo de hidrógeno tiene solamente un protón y un electrón. El hidrógeno gas es una molécula diatómica - cada molécula tiene dos átomos del hidrógeno (es por eso que el hidrógeno puro se expresa comúnmente como "H2"). Aunque es abundante en la tierra como elemento, el hidrógeno se combina fácilmente con otros elementos, principalmente carbono y/u oxígeno, se encuentra casi siempre como parte de alguna otra sustancia, tal como el agua, los hidrocarburos, o los alcoholes.

También se encuentra en la biomasa, que incluye todas las plantas y animales. El hidrógeno es un portador de energía limpio. Así, como se ha indicado anteriormente, el hidrógeno ofrece un combustible no contaminante y eficiente para cubrir las demandas energéticas crecientes actuales. Estas propiedades del hidrógeno como portador de energía y combustible no contaminante hacen de él un elemento prometedor para mantener la seguridad del sistema energético desarrollado en la actualidad [2]

La molécula de hidrógeno existe en dos formas, distinguidas por la rotación del spin nuclear, individual de cada átomo. Las moléculas con spin en la misma dirección son llamadas orto-hidrógeno, mientras que las moléculas que se encuentran con el spin en la dirección opuesta son llamadas para-hidrógeno. La forma de la molécula no influye en el peligro asociado al uso del hidrógeno.

“DISEÑO ANALITICO DE UNA CELDA DE COMBUSTIBLE TIPO PEM PARA APLICACIÓN AUTOMOTRIZ”

Capítulo 1 ANTECEDENTES

3

Figura 1.1.- Átomo de hidrógeno y rotación del spin en anti paralelo [3]

El hidrógeno no es una fuente primaria de energía, ya que no se encuentra libre en la naturaleza, como los recursos naturales, para separar hidrógeno se necesita energía, por lo cual no se considera a esta una fuente primaria sino un vector energético, es decir, un portador de energía. [4]

1.2 Antecedentes del hidrógeno En la historia de la Química, la primera referencia al hidrógeno como tal aparece con la identificación de dos gases diferentes como formando parte del agua, por el inglés Henry Cavendish en 1766. Cavendish le da el nombre de aire inflamable. Más tarde, Antoine Lavoisier le da el nombre por el que lo conocemos, hidrógeno, generador de agua. [1] Antes de que finalizara el siglo XVIII, el hidrógeno encontró su primera aplicación práctica, como ocurre frecuentemente, por el ejército francés para globos de reconocimiento. Más de un siglo después, Alemania lo empleó en sus dirigibles para cruzar el océano Atlántico e incluso como combustible para la propulsión de los llamados zeppelines. Esta empresa concluyó después de la catástrofe del Hinderburg en 1937. Más tarde, antes y después de la segunda guerra mundial, el hidrógeno se empleó como combustible de motores de vehículos de todo tipo, incluidos locomotoras y submarinos, pero sin gran éxito. Y ello a

“DISEÑO ANALITICO DE UNA CELDA DE COMBUSTIBLE TIPO PEM PARA APLICACIÓN AUTOMOTRIZ”

Capítulo 1 ANTECEDENTES

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pesar de la predicción de Julio Verne en su novela “La isla misteriosa” de que algún día el agua, bajo la forma de sus componentes hidrógeno y oxígeno, serviría como fuente inagotable de energía. El auge del carbón en el siglo XIX y del petróleo en el siglo XX eliminó toda posibilidad del uso masivo del hidrógeno. Solamente la industria química, primero con la producción de fertilizantes derivados del amoníaco y después con la necesidad de hidrógeno para eliminar azufre y otros componentes de las gasolinas y gasóleos de locomoción y como complemento en las síntesis de productos derivados del petróleo, mantuvieron en el mundo una producción sustancial del hidrógeno. Más adelante, ya en la segunda mitad del siglo XX, la preocupación por el ambiente y los posibles efectos sobre el clima, el comienzo de la era espacial y la inquietud sobre el agotamiento de los combustibles fósiles, ha traído de nuevo un gran impulso, sobre todo, de la industria automovilista por el empleo en gran escala del hidrógeno. El interés de las industrias aeroespacial y automovilista por el hidrógeno se debe a la llamada pila de combustible, donde el hidrógeno puede quemarse con el oxígeno, transformándose la energía de la combustión en electricidad. Este proceso fue ya descubierto en 1839 por el galés William R. Grove, pero su desarrollo comenzó en la década de los 1960 por la NASA para producir electricidad y agua en algunas de sus misiones espaciales. Actualmente, un gran número de prototipos de las principales marcas de automóviles y autobuses ensayan pilas de combustible de tipos y combustibles diversos. [1]

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Capítulo 1 ANTECEDENTES

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1.3 Propiedades del hidrógeno Se caracteriza por ser un gas incoloro, inodoro, insípido, no presenta toxicidad y es altamente inflamable y reactivo; es el elemento de menor masa atómica y es más liviano que el aire; presenta un bajo calor de vaporización y posee la más alta energía de combustión por unidad de masa (poder calórico) respecto a otros combustibles. Otras características se presentan en la Tabla 1.1 [4] El hidrógeno es normalmente un gas. Es el elemento más abundante en el Universo y es el combustible de las estrellas y, evidentemente, del Sol, por lo que la energía que éste nos envía es la base de todos los procesos fisicoquímicos y biológicos que tienen lugar en la Tierra. [1]

PROPIEDAD

VALOR

color

INCOLORO

olor

INODORO

sabor

INSIPIDO

toxicidad

NO TOXICO

peso molecular

2,016 g/mol

temperatura de ebullición (1atm)

-252,8°C

temperatura crítica

-239.9°C

Densidad del gas a 20°c, 1 atm.

0,005229 lb/ft3

densidad del líquido a 1atm

4,23 lb/ft3

límite de inflamabilidad en el aire

4-75 %Vol

límite de detonación en el aire

18-60%Vol

energía mínima de ignición en el aire

20 μJ

temperatura de llama en el aire

(20°C) 1 a 848

Tabla 1.1.- Propiedades físicas del hidrógeno [5]

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1.4 Uso del hidrógeno como combustible Al pensar en el hidrógeno con relación a la energía, se debe tener en claro un concepto importante: el hidrógeno no es una fuente de energía primaria, sino sólo un portador de energía, tal como lo es la nafta o cualquiera de los combustibles a los que estamos acostumbrados, por ejemplo, nafta, kerosén, carbón, leña, etc. Estas substancias contienen energía química acumulada, que puede ser liberada por procesos de combustión (quemado). Estos procesos consisten esencialmente en reacciones donde los elementos contenidos en el combustible (principalmente carbono e hidrógeno entre otros), por la presencia de oxígeno en el aire, pasan a un estado oxidado, liberando la energía asociada a la reacción química de oxidación. Si comparamos al hidrógeno con los combustibles tradicionales, la diferencia más importante a tener en cuenta es que el hidrógeno sólo deja como subproducto de su combustión vapor de agua, mientras que los otros además producen dióxido y monóxido de carbono. De ahí que resulte ser un combustible limpio, no contaminante. Otra característica importante que diferencia al hidrógeno radica en que es posible obtenerlo a partir del agua mediante electrólisis utilizando la electricidad generada por 2 alguna fuente primaria de energía (p. ej. eólica, solar, nuclear, etc.), y una vez quemado se vuelve a general la misma cantidad de agua inicial, cerrándose un ciclo en el cual el medio ambiente no se altera. Esta característica sumada al hecho de existir tanta agua en el planeta, lo convierten en un combustible renovable y abundante. [6] 1.4 Seguridad en el uso del hidrógeno Como la gasolina y el gas natural, el Hidrógeno es un combustible que debe ser manejado cuidadosa y apropiadamente. Las características que presenta éste gas son diferentes (justamente como la gasolina difiere del gas natural) y un número de sus propiedades son ventajosas y se consideran seguras. El Hidrógeno puede ser usado con seguridad como otros combustibles que están en uso en estos días, cuando todas las pautas de

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seguridad sean observadas y se comprenda su comportamiento por todos los usuarios. [1] 1.6 Tecnologías de producción de hidrógeno El desarrollo de procesos de producción de hidrógeno limpios, sostenibles y competitivos en coste, son clave para una economía futura y viable basada en el hidrógeno como portador de energía. Las tecnologías de producción de hidrógeno se clasifican en tres categorías generales: [7]

- Procesos térmicos - Procesos electrolíticos - Procesos fotolíticos

1.6.1 Procesos térmicos Algunos procesos térmicos utilizan la energía de diferentes recursos, tales como gas natural, carbón, o biomasa, para obtener hidrógeno, que es parte de su estructura molecular. En otros procesos, el calor, conjuntamente con ciclos químicos cerrados, produce el hidrógeno a partir de materias de partida tales como el agua, éstos se conocen como procesos "termoquímicos". [2] Algunos de los procesos térmicos mayormente usados son los siguientes:

- Reformado de gas natural - Gasificación de carbón - Gasificación de biomasa - Reformado de combustibles líquidos renovables - Termólisis del agua a alta temperatura

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1.6.2 Procesos electrolíticos Los procesos electrolíticos utilizan electricidad para romper la molécula de agua en hidrógeno y oxígeno, un proceso que ocurre en un electrolizador. El hidrógeno producido vía electrólisis puede dar lugar a emisiones de gases responsables del efecto invernadero cercanas a cero, dependiendo de la fuente de electricidad usada. Para evaluar las ventajas de la producción de hidrógeno vía electrólisis se debe considerar la fuente de electricidad requerida, incluyendo su coste y eficacia, así como las emisiones que resultan de la generación de esa electricidad. Los dos procesos de electrólisis de mayor interés para la producción a gran escala de hidrógeno, que dan lugar a emisiones de gases responsables del efecto invernadero cercanas a cero, son electrólisis usando fuentes renovables de electricidad y electrólisis de alta temperatura. [2]

1.6.3 Procesos fotolíticos Los procesos fotolíticos utilizan energía (rayos

de baja intensidad para romper la

molécula de agua en hidrógeno y oxígeno. Actualmente están en las primeras etapas de investigación, pero estos procesos ofrecen ventajas a largo plazo para la producción sostenible de hidrógeno con bajo impacto sobre el medio ambiente. [2]

- Fotólisis electroquímica del agua - Fotólisis biológica del agua

1.7 Almacenamiento del hidrógeno Uno de los inconvenientes de la implementación del Hidrógeno como fuente de energía, es su almacenamiento, el Hidrógeno puede ser almacenado como líquido criogénico en contenedores térmicos (a -252 °C), como gas comprimido a alta presión en cilindros (200 a 800 bar), o en estado sólido combinando al Hidrógeno, con otros materiales mediante

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procesos de hidruración. Así el almacenamiento del Hidrógeno, se puede dividir en tres categorías de almacenamiento: líquido, gaseoso y sólido. [8]

Se han investigado diferentes formas de almacenar el Hidrógeno en cantidades importantes, las opciones que se han aplicado mayormente hasta el momento, son el uso del Hidrógeno fase líquida y el Hidrógeno fase gas, contenidos en cilindros a altas presiones. Aunque sigue habiendo avances en el diseño de los recipientes, en los procesos de almacenamiento y en los materiales empleados [9] , ambas opciones tienen inconvenientes en relación con los costos de operación, las pérdidas de Hidrógeno por evaporación, los riesgos de seguridad concernientes al uso de altas presiones, temperaturas criogénicas y el tamaño de los contenedores [1]

Método de ρm almacenamiento [H% masa]

ρV [kg H/m3]

T [ºC]

P Fenómeno y [bar] observaciones

Cilindros de gas a alta presión

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