Producción de hidrógeno a       partir de energía solarRepresa SoledadEtchegoyen AgustinaTecnologías Ecocompatibles2012
Introducción
•El mayor porcentaje de energíaeléctrica (84%) que se consumemundialmente proviene de la combustióntérmica de combustibles...
•Primer Objetivo    Interés en desarrollar métodos de conversión directa de energíadesde sus formas primarias a electricid...
El Hidrógeno como alternativa
Ventajas del Hidrógeno•Se encuentra en abundancia en la naturaleza•Almacena mayor cantidad de energía por unidad de peso q...
ENERGÍA ÚTIL  Almacenamiento                       Combustión de H2 y transporte de H2                                    ...
Almacenamiento
Almacenamiento   El almacenamiento puededarse como:  •Hidrogeno comprimido   (gas o líquido)  •En estructuras sólidas   •C...
Producción
Métodos de Producción     •Proceso electroquímico     •Proceso termoquímico     •Proceso químico     •Proceso fotoquímico ...
Producción de hidrógeno apartir de energía solar
¿Por qué Hidrógeno Solar?•Es la manera ideal de generación de energía•Se presenta como una manera adecuada de almacenar en...
Métodos de Producción de Hidrógeno Solar
Fotoelectroquímica
•Sistema integral de producción de     hidrógeno a partir de la        fotoelectroquímica
“En una celda electroquímica la energía proporcionada en forma de                luz genera las reacciones químicas”•Están...
•El proceso se inicia con la generación de pares electrón-hueco en lapartícula del semiconductor
1. Al ser iluminado, el semiconductor de TiO2actúa como fotoánodo y se llevan a cabo dosreacciones:•Formación de dos pares...
Ya tenemos el H2   ¿y ahora?
•La conversión electroquímica de laenergía química en eléctrica serealiza en reactores denominadosceldas de combustibles•D...
•Las celdas de combustible   de hidrógeno/oxígeno emplean la tecnología de membrana de intercambiode protones, con la cual...
En la práctica…
Propiedad de Mike Strizki ubicada en Nueva JerseySistema íntegramente solarque proporciona a la viviendatodas las comodida...
¡MUCHAS GRACIAS!            Soledad Represa            Agustina Etchegoyen
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  • De todo esto se desprenden 2 objetivos De cara a un futuro basado en un desarrollo sostenible, el vector energético hidrógeno, producido a partir de energías renovables, está adquiriendo cada vez más protagonismo.
  • El hidrógeno producido y convenientemente almacenado puede posteriormente transportarse al centro de consumo, donde su combustión térmica produce calor y agua, aunque también se genera algo de NOx si se utiliza aire como comburente, o alternativamente, alimentar a celdas de combustible produciendo directamente electricidad y agua, que vuelve al ambiente, sin emisión de contaminantes.
  • Regeneración del agua.. Ciclo del hidrogeno ligado al ciclo del agua
  • * debe almacenarse para cubrir las diferencias diarias y estacionales entre la disponibilidad de la fuente primaria de energía y la demanda *En la actualidad son utilizados, tanto en forma masiva: gas comprimido, líquido criogénico o absorbido en un sólido como hidruro. Los otros métodos se han comenzado a estudiar recientemente, observándose últimamente una gran actividad tendiente a mejorar los actuales y descubrir nuevos, que se ajusten a cada necesidad específica y que sean seguros, eficientes y económicos
  • Proceso químico: reformado de gas natural
  • Nos intereso quedarnos con los procesos que utilizan la energia solar… *
  • Recordar: el H2 solar No es una energía, pero sí es un portador de energía química !) almacenar energía química con ello se consigue subsanar uno de los principales obstáculos para el aprovechamiento de la energía solar, su carácter intermitente)
  • los métodos para producir hidrógeno con energía solar se agrupan en tres grandes conjuntos: procesos fotoquímicos, electroquímicos y termoquímicos, aunque también existen combinaciones de los anteriores (fotoelectrólisis, electrólisis a alta temperatura del vapor, etc.)
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  • las celdas de tecnología de membrana de intercambio de protones (PEM) son las que han alcanzado al presente un alto grado de desarrollo y la competitividad necesaria para su utilización en generación descentralizada de electricidad y en el transporte vehicular.
  • Mediante paneles solares Mike Strizki obtiene la energía necesaria y el exceso pasa a un electrolizador que descompone el agua almacenada en oxígeno e hidrógeno. El oxígeno es liberado y el hidrógeno se almacena en 10 tanques . De modo que cuando los paneles solares no producen la suficiente energía debido al clima, bombea entonces el hidrógeno a una pila de combustible del tamaño de un aparato de aire acondicionado, para que este produzca electricidad. Strizki ha creado una compañía llamada REI (Renewable Energy International) que diseña, instala y mantiene sistemas de energía renovable como este. A pesar de los costos y de las cuestiones relacionadas con la eficiencia, sigue creyendo que el hidrógeno es la mejor solución para acabar con nuestros problemas energéticos. “Nadie ha dicho que lo que hago no funcione… y no hay nada tan caro como destruir todo el planeta”.
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  • producción de hidrógeno a partir de energía solar

    1. 1. Producción de hidrógeno a partir de energía solarRepresa SoledadEtchegoyen AgustinaTecnologías Ecocompatibles2012
    2. 2. Introducción
    3. 3. •El mayor porcentaje de energíaeléctrica (84%) que se consumemundialmente proviene de la combustióntérmica de combustibles fósiles. •Sólo el 25 % de la energía primariase usa como electricidad y el 75 %restante como combustible •Desde la crisis petrolera de 1973, seha avanzado considerablemente en labúsqueda de fuentes alternativas deenergía “Se requiere una importante reestructuración del sistema energético”
    4. 4. •Primer Objetivo Interés en desarrollar métodos de conversión directa de energíadesde sus formas primarias a electricidad y que no produzcacontaminación medio ambiental•Segundo Objetivo Las energías primarias renovables deben usarse tanto para generarelectricidad como para manufacturar combustibles “Es en este escenario y de cara a un futuro basado en un desarrollo sustentable, es donde aparece el hidrógeno como portador de energía, combustible ideal para el reemplazo de los combustibles fósiles”
    5. 5. El Hidrógeno como alternativa
    6. 6. Ventajas del Hidrógeno•Se encuentra en abundancia en la naturaleza•Almacena mayor cantidad de energía por unidad de peso que cualquier otra sustancia•Su combustión produce agua•Es fácilmente transportable por tuberías•Se puede usar directamente en quemadores o motores produciendo calor por combustiónlimpia•Convierte directamente su energía química en electricidad en dispositivos electroquímicos,conocidos como celdas de combustible, en un proceso de alta eficiencia
    7. 7. ENERGÍA ÚTIL Almacenamiento Combustión de H2 y transporte de H2 agua O2 Producción de H2 Medio Ambiente agua Energía O2 PrimariaCiclo del H2
    8. 8. Almacenamiento
    9. 9. Almacenamiento El almacenamiento puededarse como: •Hidrogeno comprimido (gas o líquido) •En estructuras sólidas •Como hidruros enaleaciones metálicas
    10. 10. Producción
    11. 11. Métodos de Producción •Proceso electroquímico •Proceso termoquímico •Proceso químico •Proceso fotoquímico •Proceso fotocatalítico •Proceso fotoelectroqímico •Proceso fotobiológico
    12. 12. Producción de hidrógeno apartir de energía solar
    13. 13. ¿Por qué Hidrógeno Solar?•Es la manera ideal de generación de energía•Se presenta como una manera adecuada de almacenar en forma de energía química,la energía procedente del sol•El hidrógeno solar es un portador de energía limpia sin pérdidas de almacenamiento yde bajas pérdidas por transporte•Es ecológicamente responsable a lo largo de toda su cadena de conversión de energía•Combina las ventajas de hidrocarburos (capacidad de almacenamiento y facilidad detransporte) con las ventajas de la energía solar (aceptabilidad ecológica, renovabilidady bajo riesgo)
    14. 14. Métodos de Producción de Hidrógeno Solar
    15. 15. Fotoelectroquímica
    16. 16. •Sistema integral de producción de hidrógeno a partir de la fotoelectroquímica
    17. 17. “En una celda electroquímica la energía proporcionada en forma de luz genera las reacciones químicas”•Están constituidas por: – electrodo semiconductor de TiO2 – electrodo de Pt – solución de Na2SO4•Las semiceldas se unen por un vidrio poroso que hace las mismas funcionesque un puente salino H2O + 2 fotones (hv) → ½ O2 + H2
    18. 18. •El proceso se inicia con la generación de pares electrón-hueco en lapartícula del semiconductor
    19. 19. 1. Al ser iluminado, el semiconductor de TiO2actúa como fotoánodo y se llevan a cabo dosreacciones:•Formación de dos pares electrón-hueco n-TiO2 + 2 fotones 2(e-) + 2 huecos (p+)• Oxidación del agua:2p+ + H2O ½ O2 + 2protones(H+)2. En el electrodo de platinoReducción de los protones, liberándose hidrógeno:2 e- + 2 H+ H2El sulfato de sodio presente en la solución no interviene en la reacción y sirve tan sólopara disminuir la resistencia de la celda al paso de cargas
    20. 20. Ya tenemos el H2 ¿y ahora?
    21. 21. •La conversión electroquímica de laenergía química en eléctrica serealiza en reactores denominadosceldas de combustibles•Donde se establece una diferenciade potencial entre los electrodos,constituidos por materiales porosos,produciendo un flujo de electrones Celdas de combustible
    22. 22. •Las celdas de combustible de hidrógeno/oxígeno emplean la tecnología de membrana de intercambiode protones, con la cual se alcanzan eficiencias deconversión y densidades de potencia alta PEM Proton Exchange Membrane
    23. 23. En la práctica…
    24. 24. Propiedad de Mike Strizki ubicada en Nueva JerseySistema íntegramente solarque proporciona a la viviendatodas las comodidades para la calefacción, aireacondicionado, electricidad e inclusive permite laproducción de hidrógeno que se almacena en tanques de contención para posteriormente ser utilizado como combustible
    25. 25. ¡MUCHAS GRACIAS! Soledad Represa Agustina Etchegoyen

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