METODO DE SEPARACIÓN DEL AGUA PARA LA OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO

METODO DE SEPARACIÓN DEL AGUA PARA LA OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO

Separación del agua es el término general que se utiliza para describir ciertas reacciones químicas donde el agua es dividida en sus componentes, uno de ellos es el oxígeno y el otro es el hidrógeno. Precisamente por este último detalle se considera una de los temas más investigados para que en futuro se reduzcan los costos en el suministro de hidrogeno puesto que este elemento tiene un gran poder calorífico y además es utilizado en múltiples procesos.

Entre algunos métodos de separación se tiene lo siguiente:

CUADRO N°1

Métodos de separación del agua

Método Descripción

Electrólisis EL agua (H2O) se descompone en los gases oxígeno (O2) e hidrógeno (H2) mediante una reacción electrolítica en unos electrodos. El hidrógeno aparecerá en el cátodo (el electrodo negativamente cargado), y el oxígeno aparecerá en el ánodo (el electrodo positivamente cargado).

Termólisis El agua es calentada a más de 2500 °C, rompe sus enlaces y se separa en átomos de hidrógeno y oxígeno.

Fotosíntesis artificial o fotocatálisis Proceso en donde se imita el proceso de fotosíntesis. Se usa la energía solar y catalizadores específicos para producir una reacción de oxidación-reducción con el objetivo de romper los enlaces del agua y generar oxígeno e hidrógeno.

Cabe mencionar que el proceso de Fotosíntesis artificial o fotocatálisis aún está en investigación.

El método que se explica a continuación corresponde a la electrólisis, pero en un caso particular para la obtención de hidrógeno, el proceso se denomina electrólisis de alta temperatura.

ELECTRÓLISIS DE ALTA TEMPERATURA

Producción de hidrógeno por electrólisis a alta temperatura del vapor de agua:

La electrólisis del agua es una tecnología conocida y de forma teórica se puede afirmar que la electrólisis del agua se produce cuando se hace pasar una corriente eléctrica entre dos electrodos sumergidos en un electrolito. Uno de ellos es denominado el cátodo donde se produce la reacción de reducción y el otro electrodo es el ánodo en donde se produce la reacción de oxidación.

Reacciones electrolíticas:

El proceso de electrólisis puede ocurrir tanto a temperatura ambiente como a temperaturas elevadas, en cuyo caso, en lugar de agua, lo que se tiene es vapor.

Este método presenta la ventaja de requerir una entrada de energía eléctrica menor, lo cual hace posible un menor costo en el proceso ya que para que se produzca la electrólisis se necesita de energía eléctrica cuyo costo es alto de acuerdo al rendimiento final.

Proceso de electrólisis a alta temperatura:

Fig. 1. Planta de producción de hidrógeno solar por electrólisis a alta temperatura del vapor.

Como se observa en la figura al proceso ingresa el agua líquida y la energía eléctrica que se transforma en calor; parte de esa energía eléctrica se dirige hacia el electrolizador mediante la corriente alterna, que a su vez se transforma en continua. Luego en el intercambiador, el agua se vaporiza al absorber la energía calorífica y el flujo de vapor se divide en tres partes; una parte del vapor se traslada al electrolizador de alta temperatura y las otras dos partes se usan en otros intercambiadores para recuperar el calor del producto y puedan entrar al electrolizador a una mayor temperatura.

Una vez en el electrolizador, ocurren las respectivas reacciones en los electrodos y se produce el hidrógeno en el cátodo y el oxígeno en el ánodo. Estos gases salen calientes y en combinación con el vapor de

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