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Generador de hidrógeno autónomo basado en la descomposición química del agua por aluminio

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Enviado por   •  11 de Junio de 2018  •  Trabajos  •  3.457 Palabras (14 Páginas)  •  6 Visitas

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Generador de hidrógeno autónomo basado en la descomposición química del agua por aluminio

V.K. Milinchuk E.R. Klinshpont V.I. Belozerov

(Milinchuk, Klinshpont, & Belozerov, 2015)

Bibliografía

Milinchuk, V. K., Klinshpont, E. R., & Belozerov, V. I. (15 de December de 2015). Standalone hydrogen generator based on chemical decomposition of water by aluminum. Nuclear Energy and Technology, 1(4), 259-266.

Abstracto

Se ha desarrollado un generador de hidrógeno autónomo (SHG) basado en la descomposición química del agua en composiciones heterogéneas que contienen polvo de aluminio finamente dispersado y cristalohidratos de metasilicato de sodio. La cinética de la generación de hidrógeno se ha estudiado dependiendo de las constantes de la activación del aluminio y la velocidad de oxidación, y las concentraciones de aluminio y oxígeno. En la cinética de acumulación de hidrógeno, la duración del período de inducción está determinada por la concentración de oxígeno. Se discuten el diseño de SHG, la selección de hidrógeno y la capacidad. La disponibilidad y el bajo costo de los agentes químicos fabricados en el país hacen del SHG una opción prometedora como fuente de hidrógeno para diversas aplicaciones, incluidas las centrales nucleares (NPP).

Palabras clave

HidrógenoAguaAluminioOxido de aluminioGenerador de hidrógeno autónomo

Introducción

En la actualidad, se presta cada vez más atención a los estudios sobre la generación de hidrógeno a partir de la interacción de polvos de metales y aleaciones, específicamente aluminio, con agua. Las propiedades de los óxidos metálicos que forman una película superficial desempeñan un papel decisivo en el proceso. La alta estabilidad química de los efectos de aluminio a agua y vapor se explica por la presencia de películas de óxido de aluminio (Al 2 O 3 ). Para que el aluminio sea activo en la interacción con el agua, se requiere eliminar la película de óxido de la superficie. Se utilizan varias técnicas para activar el aluminio, incluido el tratamiento con hidróxido de sodio, alta temperatura, alta presión y aleaciones de galio e indio, que sin embargo son ecológicamente peligrosas, complejas y costosas [1-5]. Los métodos de producción de hidrógeno patentados en Rusia [9,10] se han desarrollado en base a estudios sobre la cinética y el mecanismo de reacciones en composiciones heterogéneas hidrorreactivas que contienen aluminio y silicio o compuestos que contienen calcio como activadores [6-8] .

Para aplicaciones prácticas, se desea que el hidrógeno se produzca en el punto de consumo, lo que reduce en gran medida el costo de almacenamiento y transporte, y hace que sea más fácil de usar [2,11] . Esto se logra mediante el uso de generadores de hidrógeno independientes. Este artículo presenta una descripción de un generador de hidrógeno independiente (SHG) patentado en la Federación Rusa [12] , considera la cinética de la generación de hidrógeno con respecto a la formulación de composiciones heterogéneas y los componentes del entorno, y resalta algunos de los problemas relacionados con el control del proceso de generación de hidrógeno SHG.

Experimentar

El generador de hidrógeno consta de dos cámaras de metal en forma de cilindros unidos a través de una junta roscada con una junta de goma ( Fig. 1 ).

Figura 1

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Fig. 1 . Esquema de un modelo de generador de hidrógeno independiente: 1 - cámara de reacción inferior; 2, 12 - composición heterogénea hidroreactiva; 3 - cámara superior; 4 - fondo metálico de la cámara superior; 5 - solución activadora acuosa; 6 - ventana de llenado de solución; 7 - regulador de alimentación de la solución de activación acuosa de la cámara de reacción; 8 - tubo de purga de hidrógeno de la cámara inferior; 9 - caparazón; 10 - manguera flexible de descarga de hidrógeno; 11 - anillo de empaque.

La cámara de reacción inferior ( 1 ) se llena con una composición heterogénea ( 2 ); la cámara superior ( 3 ) con un fondo metálico ( 4 ) se llena con una solución acuosa de crystallohydrate metasilicato de sodio (Na 2 SiO 3 · 9H 2 O) que actúa como un activador de aluminio; la solución activadora acuosa se alimenta desde la cámara superior a la cámara inferior usando un regulador de alimentación de solución roscada ( 7 ) que representa una varilla con un extremo cónico que permite suministrar la cantidad requerida de solución acuosa a la velocidad preestablecida (ver Fig. 1 ). La solución de activación acuosa se llena a través de la ventana ( 6) en la cubierta de la cámara. La velocidad del suministro de solución acuosa desde la cámara superior a la cámara inferior está regulada por el indicador de los números de segmento (12), cuya indicación se aplica a la superficie de la cubierta de la cámara superior.

El hidrógeno generado por la composición se deja salir de la cámara inferior a través de un tubo de metal (8) que está conectado, a través de la carcasa (9), al tubo de goma flexible (10) conectado al receptor de hidrógeno.

El SHG funciona de la siguiente manera. Una composición heterogénea que contiene aluminio en forma de polvo finamente dividido y agua (12) se llena en la cámara de reacción inferior ( 1 ). Se puede usar agua químicamente diferente (destilada, mineralizada, agua residual). A través de la ventana de llenado ( 6 ), la cámara superior ( 3 ) se llena con metasilicato de sodio crystallohydrate (Na 2 SiO 3 · 9H 2 O) ( 5 ). El generador y la producción de hidrógeno se inician suministrando una cantidad particular de la solución de activación acuosa a la cámara ( 1 ), utilizando el regulador de alimentación de solución roscada ( 7).), a una velocidad particular (ml / min). La tasa de generación de hidrógeno, la temperatura del hidrógeno, el tiempo de generación (min, h) y la capacidad del generador de hidrógeno (l / h) se regulan variando la formulación de la composición heterogénea, la concentración del activador en la solución acuosa y la velocidad del solución de alimentación en la cámara de reacción ( 1 ). Específico para la operación del generador es el arranque rápido con las condiciones de trabajo logradas en solo unos minutos y la facilidad del control de la tasa de generación de hidrógeno. El SHG funciona sin una fuente de alimentación externa en modo autónomo. Es ecológico, portátil, confiable y fácil de operar.

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(2018, 06). Generador de hidrógeno autónomo basado en la descomposición química del agua por aluminio. ClubEnsayos.com. Recuperado 06, 2018, de https://www.clubensayos.com/Ciencia/Generador-de-hidrógeno-autónomo-basado-en-la-descomposición/4420093.html

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