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El hidrógeno como combustible sostenible

Gisela Arzac

Si compactamos la evolución

biológica en 24hs

Homo sapiens 2s

Agricultura < 0.25s Revolución Industrial < 0.004 s

Utilización y manipulación de la naturaleza para obtener energía Fu

ego

1

00

0 0

00

añ

os

Do

mes

tica

ció

n

10

00

0 a

ño

s

Met

alu

rgia

Ru

eda

35

00

aC

Pólv

ora

8

00

DC

Máq

uin

a d

e V

apo

r 1

70

0

Primera Revolución Industrial

Ener

gía

Nu

clea

r 1

90

0

Ener

gías

ren

ova

ble

s 1

97

0

Eólic

a So

lar

bio

mas

a

1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Proyección

Consum

o e

nerg

ético (

10

8 G

Wh)

Año

nuclear

hidroelectricidad

carbon

gas

petroleo

biomasa

renovable

total

Histórico

Nuestra vida hoy

Necesitamos grandes cantidades

de energía

Ó Í Í Ó

CO2

1960 1970 1980 1990 2000 2010300

320

340

360

380

400

Concentr

ació

n d

e C

O2 (

ppm

)

Año

(b)

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

Incre

mento

de t

em

pera

tura

(oC

)

Dos grandes motivos para considerar nuestro sistema no sostenible

Origen de los combustibles fósiles

Los c.f. son vectores energéticos naturales, formados por procesos de M.a. que transportan la energía del sol

+ = +

H2O

H2

Energía≥ 237 kj/mol H20

O2

Producción

Energía≤237 kj/mol H20

O2

Combustión

Un nuevo paradigma energético

Producción de hidrógeno

H2O H2

Energía

Fuentes de energía

Solar Eólica Hidráulica Nuclear

El hidrógeno es un vector energético sintético

Reformado de HC CH4+ 2H2O = 4H2 +CO2

Transformaciones de la biomasa

Almacenamiento y transporte en forma de gas

Aplicaciones estacionarias

Uso en aplicaciones móviles grandes

Uso del hidrógeno como combustible en automóviles

Una vez que tengo el hidrógeno, ¿cómo se hace para producir energía?

H2 + 0.5O2 = H2O

Energía

Ruido!

C+

+

+

+

+

+

+

A-

-

-

-

-

-

-

-

H2O

H2 O2

H2O

Entradadel gas

combustible

Entradade aire

e-

Electrolito

Carga

ProductosProductos

+

Una ciudad más silenciosa

Motor de combustión interna

Celda combustible

stack

motor eléctrico

LaNi5 (s)+3H2 (g) ↔ LaNi5H6 (s) 2

Mg (s) + H2 (g) ↔ MgH2 (s) 7.6

LiH (s)+B (s)+1.5H2 (g) ↔ LiBH4 (s) 18.5

NB (s)+ 3H2 (g) → NH3BH3 (s) 19

Almacenamiento sólido

Almacenamiento sólido de hidrógeno

Seguro Económico Muchos ciclos

En nuestro grupo trabajamos con reacciones que producen hidrógeno

+ Hidrógeno +aire Energía

“Limpia”

0 10 20 30 40 50 60 70

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

HG

R (

L.m

in-1)

time (min)

0.2-1.2 L.min-1 H

2+ 300000 x

20 nm

1

2

3

4

20 nm

1

2

3

4 50 000 x

o

Formamos parte de un grupo de trabajo

Mariana Paladini

Dirk Hufschmidt

Vanda Godinho

Gisela Arzac

Asunción Fernández

gisela@icmse.csic.es