La electrólisis de alta presión ( HPE ) es la electrólisis del agua por descomposición del agua (H 2 O) en oxígeno (O 2 ) e hidrógeno gaseoso (H 2 ) debido al paso de una corriente eléctrica a través del agua. [1] La diferencia con un electrolizador de membrana de intercambio de protones estándar es la salida de hidrógeno comprimido alrededor de 12-20 megapascales (120-200 bar) [2] a 70 ° C. [3] Presurizando el hidrógeno en el electrolizador, la necesidad de un compresor de hidrógeno externose elimina, el consumo medio de energía para la compresión de la presión diferencial interna es de alrededor del 3%. [4]
Enfoques
Como la potencia de compresión requerida para el agua es menor que la del hidrógeno-gas, el agua se bombea a alta presión, [5] en el otro enfoque se usa la presión diferencial . [6] También es importante que las pilas de electrolizadores puedan aceptar una entrada eléctrica fluctuante, como la que se encuentra con la energía renovable . [7] Esto permite la capacidad de ayudar con el equilibrio de la red y el almacenamiento de energía .
Electrólisis de ultra alta presión
La electrólisis de ultra alta presión es una electrólisis de alta presión que opera a 340–690 bares (5,000–10,000 psi). [8] A presiones ultra altas, la solubilidad en agua y la permeación cruzada a través de la membrana de H 2 y O 2 está afectando la pureza del hidrógeno , los PEM modificados se utilizan para reducir la permeación cruzada en combinación con recombinantes catalíticos de H 2 / O 2 para mantener Niveles de H 2 en O 2 y niveles de O 2 en H 2 en valores compatibles con los requisitos de seguridad del hidrógeno . [9] [10]
Investigar
El DOE de EE. UU. Cree que la electrólisis de alta presión, respaldada por la investigación y el desarrollo en curso, contribuirá a la habilitación y aceptación de tecnologías en las que el hidrógeno es el portador de energía entre los recursos de energía renovable y los consumidores de energía limpia. [11]
El DOE está investigando la electrólisis de alta presión para la producción eficiente de hidrógeno a partir de agua. El total objetivo en 2005 es de $ 4,75 por gge H 2 con una eficiencia del 64%. [10] La meta total para el DOE en 2010 es $ 2.85 por gge H 2 con una eficiencia del 75%. [11] En 2005, el DOE proporcionó un total de $ 1,563,882 en financiamiento para investigación. [10]
Mitsubishi está aplicando esta tecnología con su proyecto de generador de energía de hidrógeno de alta presión (HHEG). [12]
El Forschungszentrum Jülich, en Jülich Alemania, está investigando actualmente la reducción de costes de los componentes utilizados en la electrólisis PEM de alta presión en el proyecto EKOLYSER [13] . El objetivo principal de esta investigación es mejorar el rendimiento y la pureza del gas, reducir el costo y el volumen de materiales costosos y alcanzar los objetivos de energía alternativa establecidos por el gobierno alemán para 2050 en el Concepto de Energía publicado en 2010. [14] [15]
ThalesNano Energy lanzó un generador de hidrógeno de alta presión (100 bar) a escala de laboratorio como reemplazo de los cilindros de hidrógeno en los laboratorios de química. [dieciséis]
Ver también
Referencias
- ^ "Electrólisis de alta presión" . Archivado desde el original el 2 de mayo de 2009 . Consultado el 6 de enero de 2009 .
- ^ 2001-Electrólisis de alta presión: la tecnología clave para un H.2 eficiente [ enlace muerto permanente ]
- ^ "Investigaciones de compresor de hidrógeno basado en membrana de intercambio de protones" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 25 de julio de 2011 . Consultado el 13 de abril de 2009 .
- ^ 2003-PHOEBUS-Pag.9 Archivado el 27 de marzo de 2009 en la Wayback Machine.
- ^ Predicción de la potencia de producción de hidrógeno a alta presión mediante electrólisis de agua a alta presión
- ^ Presión diferencial
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 12 de mayo de 2013 . Consultado el 20 de mayo de 2013 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ XI.13 Electrólisis de alta eficiencia y presión ultra alta con conexión directa a matrices fotovoltaicas (Proyecto de fase II) ( disponible aquí, consultado el 9 deagosto de 2008).
- ^ Aspectos de seguridad del hidrógeno relacionados con la electrólisis de agua PEM a alta presión [ enlace muerto permanente ]
- ^ a b c 2005 Revisión del programa DOE H2, electrólisis de alta presión alcalina. ( Disponible aquí Consultado el 2008-08-9.)
- ^ a b Alcalina, electrólisis de alta presión ( disponible aquí, consultado el 9 de agosto de 2008).
- ^ Mitsubishi Monitor agosto y septiembre de 2004 ( disponible aquí, consultado el 9 deagosto de 2008).
- ^ "Proyecto Forschungszentrum Jülich EKOLYSER" . Consultado el 27 de mayo de 2013 .
- ^ "Das Energiekonzept der Bundesregierung 2010 und die Energiewende 2011" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 26 de febrero de 2013.
- ^ Carmo, M; Fritz D; Mergel J; Stolten D (2013). "Una revisión completa sobre la electrólisis del agua PEM". Revista de energía de hidrógeno . 38 (12): 4901. doi : 10.1016 / j.ijhydene.2013.01.151 .
- ^ https://thsenergy.com/products/hydrogen-gas-generators/h-genie-high-pressure-hydrogen-generator/
enlaces externos
- Electrolizador de alta presión
- Programa STREP apoyado por la CE sobre electrólisis de agua PEM a alta presión