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Mejoran la obtención de H2

viernes, 29 de agosto de 2014 · 0 comentarios

Una nueva tecnología para separar el hidrógeno del agua para usarlo como combustible. Permite obtener hidrógeno de forma muy barata, rápida y no contaminante. Ese hidrógeno puede almacenarse para mover vehículos de todo tipo. Se investiga todavía en cómo adaptar esta técnica a la fabricación a gran escala
ÁLVARO IBÁÑEZ 'ALVY', 29.08.2014 - 11:17h

Los vehículos no contaminantes que se sirven del hidrógeno son una realidad, pero el problema es que obtener el hidrógeno con el que funcionan no es tan fácil: por lo general se depende de otros combustibles fósiles y el proceso acaba siendo igual de contaminante y contribuyendo al calentamiento global tanto como otras alternativas. Pero ahora unos científicos de Stanford han dado a conocer en la revista científica Nature Communications un avance en este tipo de tecnologías que permite obtener hidrógeno de forma barata y sin emisiones nocivas con una simple pila de 1,5 voltios, tamaño AAA, como las que se usan en muchos dispositivos electrónicos. El proceso es la misma electrólisis que produce hidrógeno del agua normal y corriente (H2O) separándola del oxígeno. Pero para que esta reacción se produzca se necesita un catalizador. Estos investigadores han conseguido que baste un compuesto de hierro y níquel para ello, a diferencia de los que había hasta ahora que usaban metales preciosos – más caros de conseguir y más contaminantes, como el platino o el iridio. Y lo mejor es que el proceso funciona a temperatura ambiente y con un voltaje pequeño, como el de una pila convencional.  Una vez obtenido el hidrógeno, puede usarse en las "pilas de combustible" de los vehículos, en un proceso que viene a ser el inverso: se mezclan hidrógeno y oxígeno y se produce agua. De hecho el humo que se ve salir de los tubos de escape de estos vehículos es simplemente vapor de agua, como el que forma las nubes en los procesos naturales. El descubrimiento ha tenido un poco de "serendipia" puesto que los investigadores dieron con la combinación de óxidos y metales que favorece la electrocatálisis del hidrógeno casi por casualidad; de hecho dicen no comprender todavía al cien por cien cómo “funciona" químicamente la reacción. Aunque los electrodos funcionan bien en las condiciones necesarias (poco voltaje) se van degradando con el tiempo: ahora mismo duran un día, pero su vida podría alargarse quizá a semanas o meses. Ahora están trabajando en encajar el descubrimiento en un proceso industrial de fabricación que pudiera permitir en el futuro disfrutar de ese combustible alternativo al nivel que los usuarios, las ciudades y negocios puedan necesitar para sus transportes.

Nuevo catalizador para producir H

lunes, 28 de octubre de 2013 · 0 comentarios

Inventan un nuevo catalizador para producir hidrógeno a partir de agua y sol


  • El diseño lo han relizado en la Universidad Politécnica de Cataluña
  • Han desarrollado un catalizador en polvo muy activo
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EFE 26.10.2013
Investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) han diseñado un nuevo catalizador para producir hidrógeno de manera limpia, renovable y rentable a partir del agua y el sol.
Los resultados de la investigación, que se han publicado en la revista 'Scientific Reports', abren la puerta a la producción renovable de hidrógeno, imprescindible, según la UPC, para que éste se convierta en el vector energético del futuro.
El invento ha sido obra de investigadores delInstituto de Técnicas Energéticas (INTE) de la UPC, de la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda) y de laUniversidad King Abdullah de Ciencia y Tecnología(Arabia Saudí).
Los científicos han fusionado las propiedades ópticas de los cristales fotónicos tridimensionales (ópalos inversos de óxido de titanio, TiO2) y nanopartículas de oro de 2-3 nanómetros, para desarrollar un catalizador en polvo muy activo.
Según ha informado la UPC, este nuevo fotocatalizador produce más hidrógeno que los desarrollados hasta ahora porque en el proceso se aprovechan las propiedades de los cristales fotónicos y las propiedades de las nanopartículas de un metal.
Se trata de "poner en sintonía" ambos materialespara que el efecto se amplifique, ha explicado en un comunicado el investigador del INTE Jordi Llorca.
En cualquier fotocatalizador hecho a base de nanopartículas de oro y cristales de óxido de titanio con luz ultravioleta, la luz excita los electrones del TiO2 y los inyecta a la banda de conducción, mientras deja agujeros en el otro lado.

Una novedad, utiliza un cristal fotónico 3D 

La novedad es, según los científicos, utilizar un cristal fotónico 3D que retenga la parte visible del espectro solar, de manera que se puede aprovechar no sólo la parte ultravioleta del espectro solar, sino también la parte visible, que es la mayoritaria, con lo que el rendimiento del proceso aumenta considerablemente.
Según los inventores, el nuevo catalizador tiene un gran potencial de aplicaciónen procesos industriales.
Hacer el paso del laboratorio a una planta industrial implicaría, según Llorca, diseñar un reactor para operar al aire libre con el sol haciendo uso de un colector solar (para aprovechar mejor la luz del sol).
Actualmente, una planta de producción convencional de hidrógeno a partir de gas natural produce unas 300 toneladas de hidrógeno al día y con el nuevo catalizador desarrollado en la UPC, los investigadores han logrado obtener 0,025 litros de hidrógeno en sólo una hora con un gramo de catalizador.
Disponiendo de ocho horas de sol al día, los científicos estiman que se necesitaría un área de 10 por 10 kilómetros para producir el hidrógeno a escala industrial.
A diferencia de las plantas convencionales que trabajan con combustibles fósiles y a 800 grados centígrados, en el nuevo sistema la producción de hidrógeno es limpia y renovable, pues el proceso fotoquímico se produce a temperatura ambiente y sin coste, ya que se utiliza energía solar y agua, por lo que, las ganancias energéticas y medioambientales son considerables, ha destacado la UPC.
Los investigadores explican que han conseguido superar la meta del 5% en la conversión de energía solar en hidrógeno a temperatura ambiente, que es el límite a partir del cual se considera viable esta tecnología.

Hidrógeno en células de energía

jueves, 24 de enero de 2013 · 0 comentarios

Energías alternativas: silicio nanométrico y agua para producir hidrógeno en células de energía 
Alejandro Serrano   23/01/2013Comenta con tu Facebook 
La mejor aplicación básica consistiría en fuentes portátiles de energía donde el agua está disponible.
En una serie de experimentos, científicos de la Universidad de Buffalo han creado partículas esféricas de silicio de unos 10 nanómetros de diámetro. Al combinarse con agua, estas partículas reaccionaron para formar ácido silícico (un subproducto no tóxico) e hidrógeno, una fuente potencial de energía para las células de combustible.

La reacción no requiere ninguna luz, calor o electricidad, y crea oxígeno unas 150 veces más rápido que cualquier reacción similar con partículas de silicio de 100 nanómetros de ancho, y 1.000 veces más rápido que que el silicio a granel, según el estudio.

Estos hallazgos aparecen en la versión online de la revista Nano Letters. Los científicos fueron capaces de verificar que el hidrógeno que crearon era relativamente puro, tras probarlo de forma exitosa en una pequeña pila de combustible que alimenta a un ventilador.

"Cuando se trata de dividir el agua para producir hidrógeno, el silicio nanométrico puede ser mejor que cualquiera de las elecciones conocidas hasta ahora, como el aluminio", asegura el investigador Mark T. Swihart, profesor de ingeniería química y biológica de la Universidad de Buffalo y director del Strategic Strength in Integrated Nanostructured Systems, centro dependiente de la UB.

"Con un mayor desarrollo, esta tecnología podría formar la base de la generación de hidrógeno bajo demanda, sólo añadiendo agua", asegura el investigador Paras Prasad, director ejecutivo del Instituto de Lásters, Fotónica y Biofotónica (ILPB, en inglés) y profesor de los departamentos de química, física, ingeniería eléctrica y medicina de la UB. "La mejor aplicación básica consistiría en fuentes portátiles de energía".

Swihart y Prasad lideraron el estudio, que ha sido completado por científicos de la Universidad de Buffalo, algunos de los cuales tienen convenios con la Universidad de Nanjing en China o la Universidad de Corea del Sur.

La velocidad de reacción de estas partículas nanométricas sorprendió a los investigadores. En menos de un minuto, esteas partículas habían liberado más hidrógeno que las de un diámetro de 100 nanómetros durante 45 minutos. La mayor tasa de velocidad de reacción de las partículas de 10 nanómetros de diámetro fue de 150 veces más rápido.

Swihart asegura que esta discrepancia se debe a la geometría. A medida que reaccionan, las partículas mayores forman estructuras no esféricas, cuyas superficies reaccionan con menor rapidez y de forma menos uniforme que las más pequeñas y esféricas.

A pesar de que es necesaria más energía para producir las partículas más pequeñas de seilicio, podrían ayudar a alimentar dispositivos en situaciones donde el agua está disponible y la portabilidad es más importante que un bajo coste.

"Antes no se sabía que podíamos generar hidrógeno con esta rapidez a partir del silicio, uno de los más abundantes elementos de la Tierra", asegura Folarin Erogbogbo, uno de los principales autores del estudio. "El almacenamieneto seguro del hidrógeno ha sido un problema difícil, incluso cuando es un candidato excelente como fuente de energía alternativa, y una de las principales aplicaciones prácticas de nuestro trabajo podría ser generar hidrógeno para pilas de energía portátiles, para vehículos militares, o campamentos humanitarios situados cerca de fuentes de agua".

"Tal vez en lugar de llevarme un generador de gasolina o diesel y tanques de combustible o grandes baterías a un campamento civil o militar donde el agua está disponible, puedo utilizar una célula energética de hidrógeno (mucho más pequeña y ligera que el generador) y unos cartuchos de plástico con nanopolvo de silicio, mezclado con un activador", asegura Swihart. "Entonces, podría encender mi radio por satélite, mi teléfono, GPS, tablet, la luz, etc. Si se hacen las cosas bien, incluso podría aprovechar el exceso de calor generado por la reacción para calentar algo de agua y hacer algo de té".

Hidrógeno a partir del biogás

viernes, 16 de marzo de 2012 · 0 comentarios

Hidrógeno a partir del biogás generado en vertederos

El objetivo del proyecto es crear un sistema compacto que permita generar una fuente de energía limpia y eficiente como es el hidrógeno en los distintos vertederos de Andalucía. Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU)
ENVIADO POR: ECOTICIAS.COM / RED / AGENCIAS, 12/03/2012, 11:11 H | (221) VECES LEÍDA
La empresa Konectia,“spin off ” de la Universidad de Cádiz, es coordinadora del proyecto ”Obtención de hidrógeno a partir de biogas”.

El objetivo del proyecto es crear un sistema compacto que permita generar una fuente de energía limpia y eficiente como es el hidrógeno en los distintos vertederos de Andalucía. Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) acumulados en los vertederos son una fuente importante de producción de metano. En este proyecto el metano se somete a un reformado catalítico que consiste en una sucesión de reacciones químicas en presencia de un catalizador de manera que el metano reacciona con agua para producir hidrógeno y monóxido de carbono. Posteriormente, el hidrógeno se purifica eliminando el monóxido con ayuda de una serie de etapas físicas, químicas y biológicas que permiten eliminar los distintos contaminantes presentes en el biogás.

La etapa fundamental de la depuración es la eliminación del ácido sulfhídrico, que se depura mediante una tecnologóa optimizada por Konectia y que consiste en el uso de bacterias específicas y que está patentado por la UCA.

El hidrógeno obtenido puede ser comprimido y almacenado hasta su posterior utilización.

Produce H mediante ciclo termoquímico

sábado, 26 de noviembre de 2011 · 0 comentarios


PRODUCCION DE HIDROGENO MEDIANTE UN CICLO TERMOQUIMICO

Dentro de nuestra sección de Patentes Verdes, hoy os queremos presentar la última invención de ENDESA GENERACIÓN, S.A, Producción de hidrógeno mediante un ciclo termoquímico de disociación de agua utilizando óxidos redox.
La invención se refiere a un procedimiento de producción de hidrógenomediante un ciclo termoquímico que comprende el uso de óxidos activos. Por tanto, la invención se puede encuadrar dentro del campo de la producción deenergía, en concreto de la producción de hidrógeno.
En la actualidad el 86% del hidrógeno producido procede del reformado de hidrocarburos, sin embargo esta ruta no ofrece una solución a la problemática derivada de la dependencia a los combustibles fósiles, así como a la reducción de las emisiones de CO2. Por ello, para construir una economía de hidrógeno verdaderamente sostenible es necesario que éste sea producido a partir de fuentes y elementos renovables.
Dentro de este marco, una de las alternativas es la producción de hidrógeno a partir de agua y energía solar concentrada. Es posible realizar una ruptura directa de la molécula de agua, sin embargo este proceso presenta desventajas como la alta temperatura requerida (2227ºC) o la necesidad de separar el hidrógeno del oxígeno producido. Por este motivo, la ruptura indirecta de la molécula de agua mediante ciclos termoquímicos no sólo elimina la necesidad de separar el hidrógeno y el oxígeno si no que además la temperatura requerida para llevar a cabo la reacción es menor. Asimismo, la conversión del calor directamente en hidrógeno mediante ciclos termoquímicos es mucho más eficiente que transformando calor en electricidad o realizando la electrólisis del agua.
Dentro de los ciclos de dos etapas, aquellos basados en óxidos metálicos redoxse han estudiado extensivamente por ser los sistemas más simples y eficientes en la producción cíclica de hidrógeno a partir de agua. El ciclo en dos etapas utilizando óxidos metálicos redox procede a través de una primera etapa endotérmica de reducción térmica donde el óxido pierde parcialmente oxígeno de su estructura (Ec 1) seguido de una segunda etapa exotérmica (Ec 2) correspondiente a la hidrólisis del óxido anterior parcialmente reducido para formar H2 y regenerar el óxido metálico (Ec 2).
La reacción neta es H2O + energía térmica → H2 + ½ O2.
ENERGIA- HIDROGENO
La invención proporciona un procedimiento para la producción de hidrógeno mediante ciclos termoquímicos utilizando óxidos de cerio modificados. Estos sistemas permiten la producción de hidrógeno puro a baja temperatura, de manera cíclica, mediante la utilización de un sistema sencillo y de fácil operación. Siendo un procedimiento para la producción de hidrógeno de forma renovable y fuera del ciclo del carbono.
La invención se refiere a un procedimiento para la producción de H2 mediante la disociación de agua ...seguir leyendo este artículo sobre energía »

Utilización del hidrógeno como fuente de energía

lunes, 25 de julio de 2011 · 0 comentarios

Sol + Agua = Combustible


Como es bien sabido, una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Mediante energía eléctrica es posible romper esta molécula para separarla en esos dos gases. Cuando el hidrógeno se combina de nuevo con el oxígeno, se desprende una gran cantidad de energía y se obtiene agua como único producto. Además, el hidrógeno es fácil de transportar y de almacenar, por lo que se considera que será  el combustible del futuro y terminará con la dependencia que actualmente tenemos de combustibles fósiles.

Un problema para utilizar este tipo de energía es cómo romper las moléculas de agua, ya que es necesaria, al menos, la misma cantidad de energía que luego se pretende aprovechar. Las plantas, por ejemplo, emplean la luz solar como fuente de energía para disociar el agua. Esto ha llevado a Daniel Nocera y Matthew Kanan, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (M.I.T.) a diseñar un sistema sencillo y barato para producir hidrógeno y oxígeno a partir del agua.

Según publican la revista Science, es posible utilizar paneles fotovoltaicossolares como fuente de energía para obtener hidrógeno a partir del agua. La novedad está en el hallazgo de un catalizador, una sustancia fabricada con fosfato y iones cobalto, que permite la electrolisis del agua (disociación mediante energía eléctrica) en condiciones más suaves de las que hasta ahora eran necesarias. Según comentan estos investigadores, "este es el cuello de botella para reproducir la fotosíntesis". En el nuevo sistema, al desconectar el electrodo se regeneran los iones cobalto que se han consumido, lo que permite repetir el proceso de forma cíclica tal y como sucede en las plantas.

José Ramón Isasi
Departamento de Química y Edafología

A ciencia cierta
Universidad de Navarra

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