Revolución Del Hidrogeno

PROLOGO

En este trabajo realizado la intención fue conocer el amplio alcance del hidrogeno en la comunidad científica; si bien las metas eran muy diversas, he decidido no acotarme a los usos ilimitados e inimaginables para la sociedad común del mismo.

En el comienzo de la investigación fue muy complicado clasificar bien su uso por prioridad, ya que es muy diversa su aplicación, no esta en un solo ámbito.

En el desarrollo del trabajo explico las características del hidrogeno, su beneficio en su uso, aplicaciones en diferentes ámbitos, su almacenamiento y lo mas novedoso y esperanzador para el futuro su uso como energía…es una verdadera revolución de este siglo el hidrogeno como fuente de energía, prácticamente, ilimitada.

INTRODUCCION

El hidrógeno es el elemento químico de número atómico 1. Se trata del más ligero de los elementos con una masa atómica de 1,00794 (7) u y del más abundante del universo y de la corteza terrestre (constituye el 83,9% de la materia visible). En la atmósfera, el hidrógeno se halla como gas incoloro, inodoro e inflamable, en su forma molecular H2.

El protio y el deuterio son los isotopos naturales del hidrógeno. El más común en la naturaleza es el protio, que dispone de un único protón y no tiene ningún neutrón. El tritio, por otra parte, es un isotopo artificial de hidrógeno.

Combinado con el oxígeno, el hidrógeno forma el agua. Las moléculas de esta sustancia imprescindible para la vida están formadas por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. El hidrógeno, por lo tanto, puede obtenerse a partir del agua mediante un proceso conocido como electrólisis.

Cabe destacar que el hidrógeno está presente en la mayoría de las sustancias orgánicas y de los ácidos. Incluso las estrellas, en su ciclo principal, están formadas por hidrógeno en estado de plasma.

El hidrógeno se utiliza como combustible (puede aplicarse en el refinado de combustibles fósiles), en la producción de amoníacos y para hidrogenar petróleos o grasas.

Los expertos afirman que el hidrógeno es el elemento que genera mayor potencia en la relación energía/peso frente a cualquier combustible. Por otra parte, el hidrógeno como combustible no genera contaminación ya que sólo libera vapor de agua después de su combustión. Por eso se espera que los coches de hidrógeno sean muy populares en el futuro.

INDICE

Prologo………………………………………………………………………………..…………………………….1

Introducción……………………………………………………………………..……………………………….2

Características del hidrogeno…………………………………………..…………………………………5

Ventajas ecológicas de su utilización……………………………..…………………………………..6

Aplicaciones del hidrogeno………………………………………..………………………………………7

+en la industria química…………………………………………..………………………………………..7

+en la industria metalúrgica………………………………….…………………………………………..8

+usos energéticos……………………………………………….……………………………………………..9

Combustión directa…………………………………………….………………………………………………9

Almacenamiento……………………………………………….………………………………………………10

+fase gaseosa………………………………………………………………………….………………………….10

+gas comprimido…………………………………………………………………….…………………………11

+hidrogeno liquido……………………………………………………………………………………………11

+hidruro metalico……………………………………………………………………………………………..12

Energía nuclear de fusión…………………………………………………………………………………..14

+origen………………………………………………………………………………………………………………14

+potencial energético…………………………………………………………..…………………………..15

+formas de aprovechamiento………………………………………………..…………………………..15

Bombas de hidrogeno………………………………………………………….…………………………….16

Consecuencia social y económica……………………………………….………………………..……17

Bibliografía……………………………………………………………………….…………………………………17

CARACTERISTICAS DEL HIDROGENO

Es un elemento químico, cuyo símbolo es H.

Su nombre proviene del griego, hydor (agua) y gennân (engendrar), “generador de agua”.

Es un gas inodoro, incoloro e insípido, formado por moléculas diatómicas.

Historia: en el siglo XVI se conocía que la acción del aceite de vitriolo (sulfúrico) sobre hierro desprendía un gas combustible. Cavendish pensó que el gas procedía del metal (1766): le llamó “aire inflamable” y demostró en 1781 que con el aire y el oxígeno formaba agua.

Por esta causa, Lavoisier le llamó hidrógeno (productor de agua).

Fue aislado por Dewar en 1898.

ESTADO NATURAL:

presente en la atmósfera en menos de una parte por millón.

En las nebulosas, estrellas, en la fotosfera y cromosfera solar. En los minerales forma los hidratos.

El hidrógeno es el elemento más simple y abundante de todo el universo, totalizando más del 70% en peso pues se halla en las estrellas jóvenes, en el polvo interestelar y en las enormes nubes de gas suspendidas en el espacio. Es el tercer elemento más común después del oxígeno y el silicio. Combinado, forma el agua, los ácidos e hidróxidos, el petróleo y toda la materia orgánica.

Como hidrógeno libre se lo puede hallar en las emisiones volcánicas, ya que en los gases volcánicos se encuentra hasta 30% en volumen y en la estructura de ciertas rocas, pero como elemento químicamente combinado se halla presente en el agua formando el 11% en peso (que es el compuesto más abundante), en toda materia orgánica, en el gas natural, el petróleo y el carbón. Cerca del 10% del cuerpo humano consiste de hidrógeno.

El hidrógeno solo se encuentra libre en la tierra en muy pequeñas proporciones en el aire y su combinación mayoritaria es con el oxígeno en el agua. Tiene dos isótopos el deuterio D y el tritio T. El deuterio (0,015 % de todo el hidrógeno) se separa para fabricar agua pesada (D2O), que se utiliza como moderador de reacciones nucleares. El tritio es reactivo, con un periodo de semidesintegración de 12,5 años.

La energía de su enlace covalente es muy alta (436 kJ/mol) y es muy poco soluble en agua. Se combina con casi todos los elementos y da hidruros con los menos electronegativos que él (Electronegatividad 2,2 de la escala de Pauling). Dado su pequeño tamaño molecular, se difunde muy rápidamente a través del acero y se combina con el carbono que este contiene produciendo metano,por lo que lo descarbura tanto más rápidamente, cuanto mayor sea la temperatura. Con el aire forma mezclas con un amplio margen de explosividad, produciendo bruscas disminuciones de presión, por lo que tales fenómenos se denominan implosiones en vez de explosiones. No se considera tóxico.

Es un gas difícilmente licuable, con las siguiente características a la presión de 1 ata:

Punto de fusión -259 ºC Punto de ebullición -253 ºC Densidad 0,0899 kg/Nm

3 y las siguientes constantes críticas:

Presión crítica 12,8 ata Temperatura crítica -240 ºC

En consecuencia es un gas difícilmente licuable (el más difícil después del helio), con la peculiaridad de que su coeficiente de Joule-Thomson es negativo hasta temperaturas muy bajas

(como puede observarse en el diagrama hs de la figura 3.1), por lo que al expandirlo se calienta.

Se transporta por tuberías y en botellas a presión, en condiciones supercríticas, aunque también

en fase líquida, en botellas y cisternas criogénicas especiales. Su comprensión es muy peligrosa, pues cualquier fuga puede ocasionar atmósferas explosivas.

La licuación del hidrógeno puede hacerse con ayuda de nitrógeno líquido hasta alcanzar la temperatura de 80 ºK a presiones suficientemente altas para que por expansión en válvulas laminadoras se pueda penetrar en la zona de coexistencia de las dos fases siguiendo curvas

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