Actividad 3 de la Unidad 2. Energía del Hidrógeno

1. Energía del Hidrógeno.
Ingeniería en energías renovables.
Unidad 2 Actividad 3.
PROFESOR: Fabián Morteo Flores.
ALUMNO: Héctor Eduardo Castillo Gopar.
MATRICULA: ES1521207855
CORREO: No cuento con correo.
Grupo: ER-EEHD -1801-B2-001
06 de Mayo del 2018.
Sexto semestre.
Transporte del Hidrógeno.

2. ¿Cómo es el
transporte,
almacenamiento y
distribución del
hidrógeno?

3. Métodos de transporte del hidrógeno.

4. Almacenamiento y distribución del hidrógeno.

5. Características de cada método de transporte.
- El almacenamiento como gas comprimido es el más sencillo. Las presiones de trabajo actuales son de 200 bar, llegando a 700 bar en los
equipos más avanzados.
- Las instalaciones con gran volumen de almacenamiento se puede almacenar el hidrógeno a pocos milibares y en algunos casos hasta unos
10 bar (lo que supone un gasto muy pequeño en compresión).
- El mínimo consumo para alcanzar los 700 bar es 6,5%, es decir, sólo un 22% más que para alcanzar 200 bar, habiéndose incrementado la
presión 3,5 veces.
- El hidrógeno ocuparía una gran cantidad de espacio a condiciones normales de presión y temperatura (1bar = 1atm y 20°C), debido a que
tiene una densidad muy baja (0.09Kg/𝑚3
), así que la compresión del gas es el primer parámetro a aplicar cuando se trata de almacenar al
hidrógeno.
- Requiere de un tanque que soporte presión, desde 150bar hasta 800 bar, según la aplicación lo requiera y la necesidad de alcanzar una
mayor densidad de hasta 36Kg/𝑚3
.
- Los tanques de almacenamiento son regularmente cilindros metálicos, pesados. A menos que se utilicen en los cilindros materiales más
ligeros, por lo que impactaría en el costo del combustible.
- Los tanques son de aceros bajos al carbón, normalmente tipo 4130 mediante una técnica que proporciona tubos no soldados muy
resistentes.
- En las pequeñas instalaciones estacionarias se suelen utilizar botellas de acero estándar con presión de 200 bar, y volúmenes de 10 ó 50
litros.
- Para instalaciones móviles (transporte o dispositivos portátiles) las botellas de acero no satisfacen plenamente los requerimiento se plantea
que sean de aluminio, compuestos, polímeros, fibras, etc. Consiguiéndose almacenar hidrógeno a más alta presión de 300 ó 350 bar
Hidrógeno comprimido

6. - Hidruros de alta temperatura cuando la desorción se realiza entre 150 y 300°C
entre 30 y 55 bar.
- Hidruros de baja temperatura la desorción se realiza entre 20 y 90°C entre 0,7 y 10
bar
- La energía consumida es del orden del 13% del poder calorífico inferior del
hidrógeno.
- Los grupos de almacenamiento se dividen en tres categorías en función del tipo de
enlace:
Iónicos (AB), metálicos (AB5) y covalentes (A2B).
- Los AB son los de menor costo. Tienen presiones de equilibrio de pocos bares a
100°C
- Los A2B son más ligeros. Tienen presiones de equilibrio de pocos bares a 100°C
- El elemento A normalmente es una tierra rara o un metal alcalino y tiende a
formar un hidruro estable.
- El elemento B suele ser un metal de transición y sólo forma hidruros inestables.
- El níquel se suele usar como elemento B por sus propiedades catalíticas para la
disociación de hidrógeno.
- La máxima temperatura a la que el hidrógeno existe como líquido a presión
ambiente es a unos -253°C, por tanto, debe ser mantenida para poder almacenarlo
en ese estado.
- El proceso de condensación empleado más frecuentemente es el método Linde
que requiere suministrar hidrógeno gaseoso a baja temperatura (como máximo a
183 K para que el sistema comience a funcionar).
- Existen diversas variaciones sobre el proceso Linde. Con carácter general puede
decirse que el proceso de licuefacción demanda un 30% de la energía química del
hidrógeno almacenada.
- El hidrógeno líquido se necesita mantener a 253°C. para lo cual se almacena en los
tanques de gas natural, recurriendo a cámaras de vacío en las paredes.
- Actualmente se está estudiando un sistema híbrido entre la compresión y la
licuefacción, el llamado hidrógeno “crio-comprimido”, que es hidrógeno gaseoso a
presión, a temperatura criogénica (77 K, lograda mediante nitrógeno líquido).
- La energía teórica para la licuefacción del hidrógeno es de 11.8 MJ/kg aunque si la
conversión transcurre durante la licuefacción la energía necesaria se eleva hasta
14.1 MJ/kg.
- El método criogénico (proceso de aplicación de presión y enfriamiento) es con
temperatura menor de -250°C, con una densidad del hidrógeno de 70.8 Kg/m3.
Características de cada método de transporte.
Hidrógeno Líquido. Hidruros metálicos.

7. Referencias:
UNADM (Sin dato de fecha) Energía del hidrógeno Unidad 2. Métodos de producción y almacenamiento de hidrógeno. Recuperado Mayo,
04, 2018 de:
https://unadmexico.blackboard.com/bbcswebdav/institution/DCSBA/Bloque%202/ER/07/EEHD/U2/Unidad2.Metodosdeproduccionyalmac
enamientodehidrogeno.pdf
Material de apoyo proporcionado por el docente.
Linares J (2007). El hidrógeno y la energía.
Pineda D (2009). Evaluación técnico económica de una planta de producción de hidrógeno.

8. ¿Realmente
será la
solución el
Hidrógeno
como
combustible?