Hidrogeno Para Almacenamiento De Energia

3,6 HIDRÓGENO como almacenamiento de energía
(Zbigniew A. Styczynski)

En condiciones normales el hidrógeno es un gas muy ligero con un alto valor calórico gravimétrica de 120 MJ / kg. Sin embargo, el poder calorífico volumétrico es de sólo 10 $ ³ MJ / Nm. Después de la producción, el almacenamiento y transporte de hidrógeno son los problemas técnicos. Hay 3 tipos de almacenamiento dehidrógeno:

• Transporte y almacenamiento de hidrógeno a presión vaporosa;
• Almacenamiento y transporte de hidrógeno líquido frío;
• Almacenamiento y transporte de compuestos de hidrógeno en las estructuras químicas o físicas.

Hidrógeno gaseoso es comprimido a presiones desde 200 hasta 900 bares y se almacena como CGH2 (hidrógeno gaseoso comprimido) en el tanque de presión. La compresión requiereenergía y los tanques deben ser construidos con los materiales adecuados para mantener la presión y evitar la difusión de hidrógeno. Para lograr una mayor densidad de energía del hidrógeno puede ser almacenado en un estado LH2 criogénicamente líquido (hidrógeno líquido). Para hacer esto una temperatura de -240 C (33 K) que se necesita y esto ocurre en los tanques de aislamiento especializados. Ladensidad de energía de LH2 es de aproximadamente 50% mayor que la de CGH2 en la gama de funcionamiento normal. Para lograr aún más altas densidades de energía de algunos proyectos de investigación considere la posibilidad de producir y almacenar hidrógeno como los llamados "aguanieve". Estos son una mezcla de fases de hidrógeno líquido y sólido a temperaturas incluso más bajas alrededor de -259 C(14 K). Slush tiene una densidad de 10% a 20% mayor que el hidrógeno líquido, pero el coste de fabricación es muy caro. Además de CGH2 y LH2, el almacenamiento de hidrógeno en forma química o físicamente delimitada es posible. Los retos será el alto peso del material de sustrato y las condiciones a menudo complejas de carga y descarga (tiempo, presión y temperatura).

Tabla 3-III Los parámetrosde hidrógeno en condiciones diferentes se muestran [148]
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3.6.1. Almacenamiento de hidrógeno gaseoso

Hidrógeno gaseoso comprimido es generalmente entre 200 y 350 bares. Presiones de almacenamiento de 700 bares y más se están probando actualmente. Almacenamiento de hidrógeno gaseoso es un sistema cerrado. Esto significa que el hidrógeno gaseoso se pueden almacenar durante largos períodoscon pérdidas bajas o nulas si los materiales empleados prevenir la difusión de hidrógeno. A 700 bares, la densidad es 40 kg / m³ y bajas alrededor del 50%, entonces la densidad de hidrógeno líquido y la energía necesaria para la compresión es de aproximadamente 15% del contenido energético. A estas presiones del depósito se hará muy compleja y pesada. El peso de almacenamiento es actualmente deunos 20 kg a 40 kg por kg de hidrógeno almacenado. Este nivel de presiones probablemente utilizadas en los vehículos de pila de combustible. Además, el hidrógeno gaseoso puede ser almacenado bajo presión en cavernas adecuadas. Estas cavernas no deben permitir la difusión de medidas de seguridad del hidrógeno y extenso debe ser tomada.

3.6.2. Almacenamiento de hidrógeno líquido

Debido a lamayor densidad de LH2 comparación con GH2 o CGH2 una reducción significativa del volumen de almacenamiento requerido es posible. Estas ventajas, especialmente para permitir el almacenamiento y el transporte de grandes cantidades de hidrógeno o en aplicaciones móviles. Pero por lo tanto, una demanda de energía significativo para la licuefacción y el equipo técnico complejo que se necesita. El sistemade tanque de almacenamiento tiene un depósito interno y un recipiente exterior, con un vacío entre los dos para el aislamiento. El vacío impide la transferencia de calor por convección. Si el calor llega al depósito interno el aumento de presión y temperatura por la vaporización de hidrógeno. Los tanques de hidrógeno líquido por lo tanto, siempre tienen un sistema de liberación de presión y una...