Almacenamiento de hidrogeno
Páginas: 80 (19760 palabras)
Publicado: 9 de noviembre de 2010
Almacenamiento de hidrógeno en materiales moleculares
Autor: Lic. Javier Hernández-Obregón Supervisores: Dr Francisco Marquez Montesinos Dr. Rolando Zanzi Vigouroux
Índice
1. 2. 3. 3.1 Abtracs Introducción Fundamentación El hidrógeno como fuente secundaria de energía. Origen de su importancia para las futuras tecnologías energéticas. Producción de hidrógeno Problemas prácticos queenfrenta el manejo del hidrógeno como combustible. Estándares internacionales referentes al almacenamiento de hidrógeno para que este proceso cubra los requisitos de la tecnología. Materiales y métodos para el almacenamiento de hidrógeno, atómico o molecular: formación de hidruros, adsorción física y otras. Almacenamiento de hidrógeno en forma de hidruros metálicos. Almacenamiento de hidrógeno en formade clatratos. Adsorción física de hidrógeno como método de almacenamiento. Materiales basados en estructuras de carbono. Sílicas, alúminas y zeolitas. Enrejados metalorgánicos (MOFs) Enrejados de imidazolatos tipo zeolita (ZIFs) Polímeros orgánicos porosos Cianometalatos porosos de metales de transición. 3.2.9.1 Hexacianometalatos. 3.2.9.2 Nitroprusiatos (Nitrosilpentacianoferratos) Mediciones deadsorción de hidrógeno. Consideraciones experimentales. Consideraciones finales. Bibliografía Anexos Bibliografía de Anexos 1 2 4 5
3.1.1 3.1.2 3.1.3
6 8 9
3.2
10
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9
10 12 14 14 18 20 23 25 27 27 29 32 34 35 45 50
3.3 4. 5. 6. 7.
1. Abstracs To ensure future worldwide mobility, hydrogen storage in combination with fuelcells for on board automotive applications is one of the most challenging issues. Storage and transport of hydrogen constitutes a key enabling technology for the advent of a hydrogenbased energy transition. Main research trends on hydrogen storage materials, including metal hydrides, porous adsorbents and hydrogen clathrates, are reviewed with a focus on recent developments and an appraisal of thechallenges ahead. The combination of different storage systems may provide a possible solution to store sufficiently high amounts of hydrogen.
1
2. Introducción: El petróleo y los restantes combustibles fósiles son una fuente de energía no renovable y al mismo tiempo una de los principales causantes de las emisiones de CO2, las cuales son responsables del fenómeno del calentamiento global y delos cambios climáticos relacionados. La existencia de la civilización humana, y la preservación de su habitad en la Tierra a mediano y largo plazos están condicionadas a encontrar una fuente de energía renovable y no contaminante. Aun cuando transitoriamente el aprovechamiento de residuos de la agroindustria, la energía eólica, geotérmica, geomecánica, entre otras fuentes alternativas puedecontribuir a resolver la creciente demanda de energía que implica el desarrollo, a largo plazo su monto en conjunto representara una pequeña fracción de la demanda mundial. La única fuente renovable que a mediano y largo plazo será una solución es la solar, esto es, aprovechar una fracción de la radiación solar que llega a la Tierra. El transporte automotor representa cerca del 50% del consumo mundialde derivados del petróleo. Una alternativa a estos derivados es emplear hidrogeno como combustible con un poder calórico de 572 kJ/mol (120 kJ/g), tres veces el valor correspondiente a las gasolinas (43 kJ/g), y cuyo subproducto de combustión es el agua. El H2 puede constituir también una forma de almacenar energía. Existen tres grandes retos relativos al empleo del H2 como combustible en lugar delos derivados de los derivados del petróleo: 1) la producción, 2) el desarrollo de tecnologías para convertir la energía química del H2 en otras formas de energía y, 3) lograr una tecnología eficiente y segura de almacenar H2, equivalente a disponer de forma de almacenar energía y poder transportala. Así, el H2 se podría producir a partir del desdoblamiento del agua mediante energía solar, una...
Autor: Lic. Javier Hernández-Obregón Supervisores: Dr Francisco Marquez Montesinos Dr. Rolando Zanzi Vigouroux
Índice
1. 2. 3. 3.1 Abtracs Introducción Fundamentación El hidrógeno como fuente secundaria de energía. Origen de su importancia para las futuras tecnologías energéticas. Producción de hidrógeno Problemas prácticos queenfrenta el manejo del hidrógeno como combustible. Estándares internacionales referentes al almacenamiento de hidrógeno para que este proceso cubra los requisitos de la tecnología. Materiales y métodos para el almacenamiento de hidrógeno, atómico o molecular: formación de hidruros, adsorción física y otras. Almacenamiento de hidrógeno en forma de hidruros metálicos. Almacenamiento de hidrógeno en formade clatratos. Adsorción física de hidrógeno como método de almacenamiento. Materiales basados en estructuras de carbono. Sílicas, alúminas y zeolitas. Enrejados metalorgánicos (MOFs) Enrejados de imidazolatos tipo zeolita (ZIFs) Polímeros orgánicos porosos Cianometalatos porosos de metales de transición. 3.2.9.1 Hexacianometalatos. 3.2.9.2 Nitroprusiatos (Nitrosilpentacianoferratos) Mediciones deadsorción de hidrógeno. Consideraciones experimentales. Consideraciones finales. Bibliografía Anexos Bibliografía de Anexos 1 2 4 5
3.1.1 3.1.2 3.1.3
6 8 9
3.2
10
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9
10 12 14 14 18 20 23 25 27 27 29 32 34 35 45 50
3.3 4. 5. 6. 7.
1. Abstracs To ensure future worldwide mobility, hydrogen storage in combination with fuelcells for on board automotive applications is one of the most challenging issues. Storage and transport of hydrogen constitutes a key enabling technology for the advent of a hydrogenbased energy transition. Main research trends on hydrogen storage materials, including metal hydrides, porous adsorbents and hydrogen clathrates, are reviewed with a focus on recent developments and an appraisal of thechallenges ahead. The combination of different storage systems may provide a possible solution to store sufficiently high amounts of hydrogen.
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2. Introducción: El petróleo y los restantes combustibles fósiles son una fuente de energía no renovable y al mismo tiempo una de los principales causantes de las emisiones de CO2, las cuales son responsables del fenómeno del calentamiento global y delos cambios climáticos relacionados. La existencia de la civilización humana, y la preservación de su habitad en la Tierra a mediano y largo plazos están condicionadas a encontrar una fuente de energía renovable y no contaminante. Aun cuando transitoriamente el aprovechamiento de residuos de la agroindustria, la energía eólica, geotérmica, geomecánica, entre otras fuentes alternativas puedecontribuir a resolver la creciente demanda de energía que implica el desarrollo, a largo plazo su monto en conjunto representara una pequeña fracción de la demanda mundial. La única fuente renovable que a mediano y largo plazo será una solución es la solar, esto es, aprovechar una fracción de la radiación solar que llega a la Tierra. El transporte automotor representa cerca del 50% del consumo mundialde derivados del petróleo. Una alternativa a estos derivados es emplear hidrogeno como combustible con un poder calórico de 572 kJ/mol (120 kJ/g), tres veces el valor correspondiente a las gasolinas (43 kJ/g), y cuyo subproducto de combustión es el agua. El H2 puede constituir también una forma de almacenar energía. Existen tres grandes retos relativos al empleo del H2 como combustible en lugar delos derivados de los derivados del petróleo: 1) la producción, 2) el desarrollo de tecnologías para convertir la energía química del H2 en otras formas de energía y, 3) lograr una tecnología eficiente y segura de almacenar H2, equivalente a disponer de forma de almacenar energía y poder transportala. Así, el H2 se podría producir a partir del desdoblamiento del agua mediante energía solar, una...
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