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TECNOLOGÍAS DE HIDRÓGENO Y PILAS DE COMBUSTIBLE

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Page 1: TECNOLOGÍAS DE HIDRÓGENO Y PILAS DE COMBUSTIBLE. Problemática actual Agotamiento de los combustibles fósiles Figura 2. Producción mundial de petróleo

TECNOLOGÍAS DE HIDRÓGENO Y

PILAS DE COMBUSTIBLE

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Problemática actual Agotamiento de los combustibles fósiles

Figura 2. Producción mundial de petróleo mundial, según ASPO.Asociación para el Estudio del Cenit del Petróleo y el Gas.

Teoría de Hubbert

40-50 años

Más del 98% del transporte por carretera depende del petróleo

Distintas teorías científicas afirman que no habrá suficientes recursos fósiles para el siglo XXI o resultará demasiado costoso extraerlos lo que los hará inviables económicamente

El agotamiento El agotamiento de los de los

combustibles combustibles fósilesfósiles

El agotamiento El agotamiento de los de los

combustibles combustibles fósilesfósiles

Page 3: TECNOLOGÍAS DE HIDRÓGENO Y PILAS DE COMBUSTIBLE. Problemática actual Agotamiento de los combustibles fósiles Figura 2. Producción mundial de petróleo

Problemática actual Contaminación medioambiental

99 % de impacto ambiental debido a combustibles fósiles

Efecto Invernadero

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Los recursos energéticos

Origen RenovableOrigen Renovable Origen No RenovableOrigen No Renovable

Búsqueda de alternativas Búsqueda de alternativas energéticasenergéticas

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Por lo tanto...

La necesidad de combustibles alternativos

MOTIVACIONES

Asegurar la disponibilidad de recursos energéticos

• Más del 98% del transporte por carretera depende del petróleo

• Se prevé un fuerte incremento de la demanda

• Los recursos se localizan en zonas políticamente inestables

Reducir el impacto medioambiental:

• Reducción emisiones de carácter local (CO, HC, NOx, partículas)

• Reducción de emisiones de efecto invernadero (CO2)

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El Hidrógeno Una de las opciones alternativas a la economía

basada en el empleo de combustibles fósiles para el abastecimiento energético.

Hidrógeno:Hidrógeno:El elemento más ligero y más El elemento más ligero y más abundante constituye el 75% de la abundante constituye el 75% de la masa del Universo y el 90% de sus masa del Universo y el 90% de sus átomosátomos

Elemento más ligero del Universo: En Elemento más ligero del Universo: En la atmósfera terrestre se encuentra la atmósfera terrestre se encuentra tan solo una fracción de 1 ppm en tan solo una fracción de 1 ppm en volumenvolumen

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HH22 AguaAguaHH22 AguaAgua

El Hidrógeno

No es un recurso No es un recurso natural.natural.

Hay que producirloHay que producirlo

No es un recurso No es un recurso natural.natural.

Hay que producirloHay que producirlo

Se encuentra en la superficie Se encuentra en la superficie terrestre combinado. terrestre combinado.

Es el décimo elemento en peso y el Es el décimo elemento en peso y el primero en número de átomos. primero en número de átomos.

Más del 80% de éste lo Más del 80% de éste lo encontramos en forma de agua.encontramos en forma de agua.

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El Hidrógeno: Fuentes de obtención

HH22HH22

Renovables No Renovables

ACEITESACEITES (Renovables o fósiles): por Reformado de vapor o Oxidación parcial

CARBONCARBON: Con Gasificación

ALCOHOLES:ALCOHOLES: Etanol, metanolEtanol, metanol derivados de gas o Biomasa con Reformado

AGUA y ELECTRICIDADAGUA y ELECTRICIDAD: Electrólisis

de agua con electricidad renovable

MADERA (Biomasa)MADERA (Biomasa): Por Pirólisis

ALGAS:ALGAS: Por Fotosíntesis

GASGAS: Gas Natural o Bio-gas por Reformado de vapor o Oxidación parcial

96%48%

30%

18%

4%

4%

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El Hidrógeno: AlmacenamientoComparación del Volumen de Almacenamiento de 4 kg HComparación del Volumen de Almacenamiento de 4 kg H22 en un vehículo en un vehículo

Sólido: nanoestructuras Líquido: -253ºC Gas

El Hidrógeno es muy ligero, pero ocupa mucho volumen.

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El Hidrógeno: Uso en pilas

Rendimiento motor térmico combustión interna ≤ 25%

Rendimiento motor eléctrico (80%) movido por pila de combustible (90%)

Rto. Total= 72% del contenido energético H2

adelectricidOHOH 222 2/1 H= -286Kj/mol

Energía Química

(Combustible+Oxidante)

Energía Eléctric

a

Energía Térmica

Energía Mecánic

a

Máquinas Térmicas

Límite de Carnot

Pilas de Combustible

Ecuación de Nerst

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El Hidrógeno: Aplicaciones de pilasMóviles

Estacionarias

Portátiles Alta eficiencia

Respuesta Rápida

Sin emisiones

Carácter modulas

Silenciosas

Coste elevado

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El Hidrógeno: Economía del hidrógeno

Se cierra el ciclo

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Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible

El curso…

Las tecnologías en procesos de hidrógeno y pilas de combustible son un nuevo campo prometedor que va encaminado hacia la nueva economía llamada del hidrógeno, que se espera sea comercial en los próximos años y que requerirá más de 100.000 técnicos muy especializados en la materia.

Este curso engloba toda la cadena del hidrógeno, comenzando por la producción y finalizando con su utilización, pasando por todos los procesos intermedios.

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Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible

UNIDAD 1

Conceptos generales:Conceptos generales: Propiedades físico-químicas del hidrógenoPropiedades físico-químicas del hidrógeno La economía del hidrógenoLa economía del hidrógeno Escenarios de introducciónEscenarios de introducción Introducción a las tecnologíasIntroducción a las tecnologías

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Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible

UNIDAD 2

Producción de hidrógeno:Producción de hidrógeno: Escenario actualEscenario actual Producción a partir de recursos no renovablesProducción a partir de recursos no renovables Producción a partir de recursos renovablesProducción a partir de recursos renovables

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Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible

UNIDAD 3

Almacenamiento de hidrógeno:Almacenamiento de hidrógeno: Almacenamiento como:Almacenamiento como:

Gas a presiónGas a presión

Líquido criogénicoLíquido criogénico

SólidoSólido Sistemas de distribuciónSistemas de distribución HidrogenerasHidrogeneras Equipos auxiliaresEquipos auxiliares

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Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible

UNIDAD 4

Aplicaciones: Aplicaciones: Conceptos generales de pilas de combustibleConceptos generales de pilas de combustible AplicacionesAplicaciones FuncionamientoFuncionamiento Tipos de pilasTipos de pilas ComponentesComponentes Motores de combustión de hidrógenoMotores de combustión de hidrógeno

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Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible

UNIDAD 5

Seguridad: Seguridad: Comportamiento básico de seguridadComportamiento básico de seguridad

PrevenciónPrevención

Control de riesgosControl de riesgos

RecomendacionesRecomendaciones Seguridad: desarrollos futurosSeguridad: desarrollos futuros Marcado CE y homologaciónMarcado CE y homologación

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Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible

Gestión de proyectos: Gestión de proyectos:

Quien es quienQuien es quien

Proyectos Nacionales e internacionalesProyectos Nacionales e internacionales

Financiación de proyectosFinanciación de proyectos

UNIDAD 6

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Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible

ANEXOManejo de Herramienta HOGA: Manejo de Herramienta HOGA: Software de simulación de Sistemas Híbridos

Disponible en: www.hidrogenoaragon.org