HIDROGENO

ACTIVIDAD 3

Menciona métodos prácticos de obtención de hidrógeno.

En la actualidad, la mayor preocupación, tanto en materia energética como medioambiental, está centrada en encontrar opciones viables al vigente sistema de transporte. En efecto, el transporte, y más concretamente el urbano, es el sector que más energía consume, en su práctica totalidad derivados petrolíferos, y, a pesar de los enormes avances logrados en este terreno. Por este motivo, encontrar algún accionamiento que pueda sustituir eficazmente a los existentes motores de combustión interna un gran número de líneas de investigación.

El hidrogeno es un combustible secundario debido a que para su obtención se requiere de fuentes primarias de energía acompañadas de procesos fisicoquímicos. El estudio del impacto para la obtención de hidrogeno; debe incluir el costo ambiental y social debido a que dentro de las fuentes primarias para su obtención están incluidos recursos fósiles como el gas natural y el carbón, también se incluyen fuentes renovables como la biomasa, la energía solar, la eólica, la hidráulica y la nuclear. Las tecnologías de producción también representan una gran cantidad de alternativas, existen procesos químicos, biológicos, electrolíticos, foto líticos y termoquímicos.

En México se encuentran instaladas 36 plantas para la generación del hidrogeno, se cuenta con una capacidad instalada de 16,797 Toneladas por año. De estas plantas, 25 de ellas operan con Gas Natural, 6 plantas operan con propano al 97%, por último 5 operan por vía electrólisis Las plantas que generan hidrogeno vía reformación catalítica de hidrocarburos, entregan un hidrogeno producto, típicamente a 14.7 Kg/cm2 y a 28 °C, en estado gaseoso. La pureza típica de diseño es de 99.99% en volumen Las impurezas son básicamente CO, CO2 y H2O.

Las plantas que generan hidrogeno vía electrolisis, entregan un hidrogeno producto, típicamente a 2 Kg/cm2 y a 28 °C, en estado gaseoso. La pureza es típicamente de 99.99% en volumen, las impurezas son básicamente O2 y H2O.

El hidrógeno en estado puro, como transportador de energía no está presente en la naturaleza, pero existe asociado a otras estructuras. Por ese motivo no puede ser explotado como el petróleo o el carbón, debiendo ser obtenido o generado a partir de otros compuestos químicos. Este es el motivo por el cual los científicos lo denominan como transportador (carrier) secundario de energía.

El reino vegetal consiste en compuestos orgánicos constituidos por carbono e H, por ejemplo residuos conteniendo biomasa en forma de restos de plantas, desechos de maderas de los bosques o especies cultivadas especialmente para las usinas de energía, como la colza o determinadas pasturas. Independientemente del origen donde esté contenido el H, siempre se obtiene mediante un proceso, para el cual es necesario aplicar energía. Esta podría ser una ventaja del uso del H ya que para su obtención no es necesario emplear energía proveniente de combustibles fósiles o fuentes sucias.

Las formas tradicionales de separación u obtención son:

a) Por electrólisis. La conductividad del agua se aumenta añadiendo un electrolito.

b) Por desplazamiento. Con metales: Na, K, Ca en agua líquida o bien Mg, Zn, Fe en vapor.

c) Del gas de agua, del gas natural y como subproducto de la fabricación de coque.

d) De la biomasa.

La mayor parte de los 500 MMm³ (millardos de m³) de producción mundial anual e

generada a partir de fuentes fósiles (gas natural, petróleo, etc.) o es obtenida como subproducto H en procesos químicos. Gran cantidad es obtenida por electrólisis de cloro –álcalis y de procesos de refinado de petróleo.

La obtención de H como subproducto de otros procesos químicos alcanza los 190 MMm³ anualmente en todo el mundo. Los procesos para generar H de combustibles fósiles (H negro) son los siguientes:

Reformado con vapor (steam reforming)

Este reformado consiste en una conversión catalítica endotérmica de hidrocarburos livianos (metano, nafta, etc.) en presencia de vapor de agua sobrecalentado. En este proceso de conversión se producen H, CO2, como también metano (CH4) y monóxido de carbono (CO). El CO reacciona con el vapor de agua para generar CO2 e Hidrógeno en un proceso al que se denomina “shift reaction”.

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