Este proyecto vendría a completar iniciativas anteriores, como HYDROSOL II e HYDROSOL-3D que han permitido demostrar la viabilidad técnica del proceso, avanzando en el desarrollo de un ciclo termoquímico en el cual se obtiene hidrógeno a partir del agua utilizando óxidos metálicos (NiFe2O4, ZnFe2O4, etc.); se ha introducido el concepto de reactores solares monolíticos multi-canal en reactores volumétricos y, finalmente, se ha conseguido la integración del receptor en una planta de torre central.
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etiquetas: fase iii proyecto hydrosol , planta 750kw 
todo el mundo sabe que los reactores solares monolíticos multi-canal en reactores volumétricos son el futuro
Termoquímica=reacción química generada por variación de temperatura.
Reactor monolítico=único reactor.
El problema que tiene es que es muy corrosivo con el metal y hay que almacenarlo a muy alta presión (que cuesta dinero).
Si uso directamente el calor, no estoy aprovechando el 25-30% de la energía que me da el sol en el proceso, sino el 100%.
Para entendernos una plabta de 50MWe (eléctricos) tiene una potencia de algo más de 150MWt (térmicos).
(+) Es difícil ese cálculo porque en este caso no generamos energía, sino que disociamos una molecula.
Lo interesante de la noticia es que almacenar localmente hidrógeno no muy costoso de producir sería una forma relativamente eficiente de adaptar a la demanda la producción solar de electricidad. Aunque lamentablemente esa concatenación de 2 procesos con el hidrógeno como vector arroja una TRE mucho menor que la proporcionada por los combustibles fósiles directamente.
#7 La eficiencia máxima teórica de este tipo de proceso es de casi un 50%. En lapráctica, se estima que puede ser técnicamente posible alcanzar una eficiencia del 30%, aproximadamente: pre.ethz.ch/publications/journals/full/j266.pdf
Una cualidad fantástica de esta vía para generar hidrógeno es que -al igual que la electrólisis- también genera hidrógeno y oxígeno por separado, en dos estadíos diferentes de las reacciones de reducción y oxidación de los óxidos metálicos utilizados. Lo único que hay que separar y recircular son los propios óxidos, pero los sólidos esa operación es
obviamenteextramadamente simple y eficiente.En el momento de producirse la fuga la presión interna hace salir hidrógeno hacia el exterior por la fuga. Como la presión interna es mayor que la externa, no puede entrar oxigeno y no puede producirse explosión alguna. En un depósito de gasolina la presión interna es igual a la externa y al tener aire en su interior, en caso de accidente la mezcla puede llegar a explotar. En un deposito de hidrógeno eso no es posible. La única forma de hacer explotar hidrógeno es poniéndolo en un globo y "pinchando" el globo. Un deposito de acero capaz de aguantar cientos de bares de presión nunca lo vas a pinchar, ni golpeándolo entre dos trenes lo lograrías.
Fíjate en el vídeo del accidente del Challenger: www.youtube.com/watch?v=j4JOjcDFtBE Incluso en el peor de los escenarios con una mezcla alta de oxígeno puro e hidrógeno, ambos en estado líquido, presiones extremas y una mínima protección (una nave espacial no se puede permitir una protección de acero de 500 toneladas) la explosión inicial es tan "débil" que no llega a afectar a los cohetes auxiliares pegados al tanque principal y estos continúan su trayectoria. En condiciones normales, el oxigeno está en estado gaseoso miles de veces menos concentrado y el hidrógeno protegido por 1 cm de de acero.
El caso de una atmósfera con hidrógeno atómico es otro cantar: puede haber reacciones con el carbono del acero y producir metano, formando minúsculas burbujas que tensionan internamente el material. Además del mismo efecto provocado por la recombinación del hidrógeno atómico para producir hidrógeno molecular, claro. Etc.
#10 Buena explicación.
www.youtube.com/watch?v=a_kuzoyW-f8
Observa su primer vídeo, es muy ilustrativo: puedes ver cómo encienden una cerrilla en una atmósfera de hidrógeno puro, simplemente sirviéndose de la limitadísima cantidad de oxígeno presente en la estructura de la cabeza de la cerilla, que es insuficiente para la combustión de un volumen de hidrógeno significativo que acabe en explosión de esa gran bolsa de plástico.
El peligro (y lo energéticamente costoso) de los depósitos de hidrógeno es realmente la elevadísima presión necesaria en las aplicaciones como combustible en vehículos, para conseguir almacenar combustible suficiente en un volumen razonable y disponer así de cierta autonomía: un mantenimiento deficiente o un impacto que dañe la estructura del depósito y el reventón (!= combustión explosiva) será notable. Por ejemplo, en Corea del Sur están bastante extendidos los autobuses de gas natural comprimido, y a veces pasan cosas como ésta: es.autoblog.com/2010/08/11/video-autobus-con-motor-a-gas-natural-estal
<<El autobús en cuestión estaba equipado con un depósito de gas "posiblemente afectado por varios defectos" de acuerdo a las autoridades, y al frenar en un paso de cebra, estalló. Su carga se liberó en menos de un segundo, causando una explosión sin llama que dejó 17 heridos, entre ellos una mujer que sufrió la amputación de sus pies.>>
Cuando hay una pequeña fuga y el gas se almacena en algún compartimento, y alguna pequeña chispa desencadena un incendio del material inflamable del vehículo, los depósitos están preparados para soportar cierto aumento de temperatura: no suelen reventar, y el gas expulsado arde como un lanzallamas sin tampoco provocar una explosión, por las razones que exponía estupendamente el anterior comentarista. Ejemplo real: goo.gl/IP1aW0
Y nótese que, para las mismas prestaciones y volumen de depósito, la presión del hidrógeno debería ser bastante mayor que la del gas natural, debido a su menor calor de combustión por mol.
El "cálculo" no tiene dificultad alguna, pues no es tal en el caso que nos ocupa: una eficiencia del X% significa que de 100 unidades de energía térmica suministrada, X unidades son consumidas en la disociación del agua.
Y dado que la energía de disociación es obviamente igual que la liberada en la reacción de ambas especies disociadas, podemos expresarlo de otro modo más práctico para la aplicación final de este proceso: al suministrar 100 unidades de energía térmica conseguimos disociar una cantidad de agua tal que, al ser luego recombinadas ambas especies disociadas (2·H2 + O2 -> 2·H2O + energía), formalmente se liberarán X unidades de energía. La fracción que a su vez seamos capaces de aprovechar de esas X unidades de energía liberada, para convertirla en energía eléctrica, dependerá de la eficiencia de la pila de combustible utilizada para controlar la recombinación (algo más del 60% en el mejor de los casos), pero eso ya es otro problema diferente.
OFFTOPIC - En la noticia no lo comentan, pero sin duda alguna lo más atractivo (cc #0 #1) de este mismo proceso es que permite utilizarlo sobre agua y CO2 de tal modo que puede producir metanol. Por lo que estoy viendo están a un pasito, literalmente, de alcanzar la paridad de precio con el metanol generado tradicionalmente de forma masiva mediante reformado de metano. Y el metanol es un líquido (=> almacenamiento y transporte con coste energético despreciable, en lugar de lo caro que resulta para un gas como el hidrógeno) combustible que aunque sea menos denso energéticamente que la gasolina prácticamente iguala su precio por unidad de calor generado en la combustión...
cc #4 #5
-> www1.eere.energy.gov/solar/sunshot/pdfs/csp_review_meeting_042313_wege
Prontuario de un proyecto para generar comercialmente electricidad en el 2020 a precio de mercado (4,3c€/kwh), mediante el reformado de metano con esta misma tecnología. La eficiencia de conversión de energía solar será de más del 70%, y la ganancia de proceso frente a la simple combustión tradicional del metano será del 28%. El sistema incluye la producción de metanol, algo terriblemente interesante para vehículos, como decía. Por otro lado eso permite balancear la producción de electricidad y la de este preciado combustible líquido, de modo que ante fluctuaciones de demanda eléctrica la planta no tiene por qué dejar de operar a máxima potencia, con el perjuicio económico que eso supondría de otro modo.
-> www.fbo.gov/index?s=opportunity&mode=form&id=698e254d2c8fea2fc
Mediante el reformado con esta tecnología de CO2 residual de otro proceso de combustión, ya se pueden obtener líquidos competitivos con los biocombustibles actuales. Buena noticia para la población urbana de países en desarrollo que luchan porque la cesta de la compra más básica no quede fuera de su alcance por el progresivo incremento de su precio, y para la población depauperada objeto de hambrunas en el tercer mundo que depende de la ayuda internacional.
-> www.pre.ethz.ch/publications/0_pdf/books/ESST_Solar Energy in Thermoch
Resumen exhaustivo y análisis somero, bien ilustrado, de los procesos más relevantes bajo estudio que se sirven de esta tecnología.
cc #0 #1 #4 #5
- Respuesta corta: para que se produzca una combuestión explosiva hace falta combustible y comburente bien mezclados. No pasará nada que no pase ya ahora. De hecho, debido a la baja densidad del hidrógeno y su menor calor de combustión por mol los casos más graves serán menos probables.
- Respuesta larga:
Cuando un depósito a alta presión revienta (!= combustión explosiva, como decíamos), la masa pura de gas se expande a una velocidad increíble, de modo que no hay oxígeno suficiente para hacerla explotar in situ en presencia de un chispazo, sino que -como mucho- habrá un frente de llama que progrese desde el exterior (en contacto con el oxígeno de la atmósfera) hacia adentro justo en el instante en el que el depósito se desintegre. Sólo estará ardiendo un fina capa exterior en cada instante, no la gran masa que carece de oxígeno mezclado (ejemplo clásico: en.wikipedia.org/wiki/Hindenburg_disaster . Volumen enorme de hidrógeno a baja presión y que por eso no reventó: tampoco estalló, simplemente ardió). Ese proceso escalonado es muy diferente a que arda, de golpe, toda la masa: en ese caso la expansión térmica de los gases de la combustión de toda la masa quemada en el mismo instante, y reconcentrada en un pequeño volumen inicial, provocaría una explosión muchísimo más potente. Pero eso sólo podría ocurrir si alguien comete la astronómicaastronómica negligencia de transportar hidrógeno y oxígeno en cantidad, mezclados (y como al tío le va la marcha, con bonus point de regalo: hecho además a propopósito con la proporción estequiométrica exacta, para que no se desperdicie ni un gramo de hidrógeno
Vídeos reales: observa como en todos ellos el contenedor revienta y después durante unos instantes van aumentando mucho las llamas consumiendo poco a poco el gas puro liberado. Si hubiera tenido lugar una combustión explosiva, la combustión de todo el gas hubiera sido instantánea, muchas veces más potente al concentrar la misma energía de combustión en un intervalo de tiempo minúsculo.
- Bombonas de butano reventando una a una por los daños y el calor tras un accidente (www.youtube.com/watch?v=cVhGVEsYoQk) que provoca un incendio por las fugas de gas: www.youtube.com/watch?v=ASdN8JCdMY4
- Camión de propano reventando como consecuencia del calor, como antes: www.youtube.com/watch?v=qHW4XPIjG8s
Lo que te decía de que con hidrógeno puede ser menos peligroso que con otros gases se ve aquí: www.youtube.com/watch?v=UI0QWm4TxZU Como no hay incendio, la fuga prosigue mezclándose con el aire sin disiparse rápidamente, hasta acumular un volumen grande. Una chispa provoca una combustión explosiva (¡ahora sí!) por ello. Con hidrógeno es más difícil que ocurra algo así, porque su densidad es bajísima: rápidamente asciende en la atmósfera, disipándose del lugar.
<<Reformado de metano con energía solar térmica para la producción de electricidad y metanol a precio de mercado>> menea.me/19szq
cc #9 #19 #24
Me encanta leer comentarios tan currados! Gracias
deflagrar.
(Del lat. deflagrāre).
1. intr. Dicho de una sustancia: Arder súbitamente con llama y sin explosión.
S2.
El hidrogeno no se comporta asi, no es acumulativo, no es una "pila" solo q es un elemento (de otros tantos) muy reactivo con la peculiaridad de q es el mas abundante. Y en cuanto a acumular hidrogeno es mucho mas barato q comprar acumuladores, logicamente.
Por eso decia que lo ideal seria electricidad directamente del sol/viento etc..y usar el excedente o otras plantas para procesar y acumular el "hidrogeno"(lo justo, xq tampoco es gratis de acumular) para el consumo nocturno, en un ciclo q para mi gusto es bonito
pd:
El hidrógeno como combustible de razonable densidad energética en vehículos es más atractivo que las baterías electroquímicas.
La característica principal de la energía nuclear es, que se genera en grandes centrales que pertenecen a muy pocas personas que se llenan los bolsillos con millones de euros cada mes. Mucho dinero y pocos a repartir.
Comprimir el hidrógeno para almacenarlo en botellas es un consumo de energía extra muy grande que se desperdicia con este sistema. Las baterías eléctricas son reciclables 100% y no contaminan, y mantener la temperatura de trabajo es muy fácil, porque el rango de funcionamiento es muy amplio. Trabajar con generación de hidrógeno en viviendas particulares no va a estar permitido por ser peligroso. Para almacenar energía existe también el sistema de sales fundidas, que creo que es más efectivo sobre todo para calefacción.
Por cierto muy interesante Hilo y comentarios, suscribo lo de #19
De todas formas en cuanto al hidrogeno si q es caro su almacenamiento pero como he explicado no se trata de almacenar el volumen necesario para su posterior consumo en horas nocturnas y q ademas se se consuma "in situ". Pero esta claro q no es el camino sino usar o frabricar con ese hidrogeno otra cosa.
En cualquier caso, mis conocimientos sobre el tema son los de un simple ingeniero sup. industrial: generalistas.
#35 Exacto. Por eso comento lo que comento al final de #17 y en #18. En #25 puedes ver una noticia interesantísima sobre este tema: generación a precio de mercado con una variante de esta tecnología de electricidad y líquidos combustibles. Pero me temo que -a diferencia de ésta- no llegará a portada...
#6 #5 En "Cazadores de mitos" hicieron pruebas con la ignición del hidrógeno y aquello si que explotaba bastante bien. En el momento en el que en un depósito de hidrógeno haya una fuga y este prenda, el resto del hidrógeno contenido prende igual y tiene lugar una deflagración explosiva
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En una prueba se comparó un accidente en un automóvil con pila de combustible de H2 y otro de gasolina. El mismo caso y se publicó por la red.
NO lo encuentro pero el automóvil de H2 tenía el deposito atrás. Y se creó una poderosa llama de medio metro que quemo todo el H2 y se apagó quedando tocado y quemado en la zona posterior
El de gasolina iba soltando gasolina sin prender mientras quemaba gasolina en la zona del depósito, la gasolina iba extendiéndose por todo el automóvil e iba quemando a menor velocidad no tan instantáneamente ni con tanta potencia que con el H2 (que es lo que uno primero piensa que hace ser más peligroso al H2). Explotaron los neumáticos etc. Y el automóvil de gasolina quedó siniestro total, totalmente calcinado de arriba abajo
Con esto quiero decir que depende de como se almacene, utilice, maneje, etc... El H2, las posibles causas de accidente etc... y no caer en absolutos de peligrosidad, porque energético lo es un rato eso sí. (15 litros de gasolina equivaliendo a un solo litro de H2 licuado si no recuerdo mal)
#35 La dependencia del petróleo no es acuciante para el 90% del transporte.
#44 #43 Creo que el hidrógeno no llega a ir licuado en las botellas, al contrario que el gas natural o el butano de las bombonas.
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En los automóviles de pila de combustible puede ir licuado por criogenización, o bajo presión, o en forma de hidruros metálicos o... y se están investigando más formas. Porque según la forma ocupa más o menos volumen, se gasta más o menos energía para almacenarlo, es más o menos eficiente. Al menos ya se han probado unas 5 formas de almacenamiento y se trabaja con otras
#35 La dependencia del petróleo no es acuciante para el 90% del transporte.
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¿Cuál es la fuente de energía principal para el transporte entonces?
Hidrógeno y electricidad no son fuentes de energía sino vectores de otra fuente