El motor de hidrógeno, tipos y forma de obtención

El Hidrógeno, el primero y más simple de los elementos que nos encontramos en la tabla periódica, está siendo estudiado ampliamente desde hace ya algunos años con el fin de ser un posible sustituto de los derivados del petróleo. Su simplicidad y su elevada reacción con el oxígeno hacen de este gas un fuerte competidor dentro de las energías renovables, ya que en su combustión se expulsa únicamente vapor de agua. La eliminación de CO2 y otros compuestos contaminantes y de efecto invernadero hacen de este tipo de motores un sistema limpio y más ecológico que el convencional.

imagen de erenovable.com

Existen tres tipos diferentes de motores de hidrógeno en el mercado hoy en día, el motor Wankel, el motor de cuatro tiempos y las pilas de combustible:

Motor Wankel

El motor Wankel o motor rotativo, empezó a utilizarse con derivados del petróleo en los años 70 por la marca japonesa Mazda. Usando agua pulverizada en la mezcla de entrada, una vez que el hidrógeno se quema el vapor que se desprende de las partículas líquidas de agua ejerce elevadas presiones de tipo elástico. Las investigaciones que se están llevando a cabo sobre este tipo de motores es para conseguir que la mayor parte de la potencia se deba al vapor de agua y no al hidrógeno. Este tipo de motores tiene una elevada relación potencia/peso, obteniendo así mayor potencia con el mismo tamaño que cualquier otro motor de combustión interna.

Motor de cuatro tiempos

El diseño es básicamente el mismo que el de un motor de gasolína que sigue el ciclo Otto. Permitiendo aprovechar las mejores cualidades del hidrógeno, este tipo de motor puede llegar a obtener un rendimiento mayor que su equivalente de gasolina y más ecológico. El elevado numero de octanos y la alta velocidad de la llama de flujo laminar permiten reducir las emisiones de NOx y obtener un aumento en el rendimiento energético del 25 al 30%.

Pila de combustible

Diseñado por primera vez en el 1839 por el británico William Grove y usado a partir de los años 60 del pasado siglo en misiones espaciales, la pila de combustible consiste en un sistema que genera electricidad, vapor de agua y calor a partir de la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno. Este sistema consiste en dos electrodos con un electrolito en medio. El hidrógeno pasa por un electrodo generando electricidad, al contactar con el oxígeno en el otro electrodo genera agua.

La obtención de energía en este caso es mediante la disociación del hidrógeno (por un catalizador de platino) en un proton y un electrón. El electrón circula a través del sistema eléctrico, generando un gradiente eléctrico, mientras que el proton viaja a través del electrolito hasta llegar al otro electrodo donde contacta con el oxígeno. La suma de los dos protones, con dos electrones y un átomo de oxígeno produce el agua que se desprende.

El hidrógeno no se encuentra presente en la naturaleza de una forma que sea aprovechable como combustible, pero si que aparece unido a una enorme cantidad de moléculas de las que se puede extraer. De esta forma los sistemas que se utilizan para la obtención de hidrógeno son los siguientes:

Electrolisis: consiste en la descomposición del agua utilizando la electricidad. Una de las ventajas de este método es su posible combinación con las energías renovables para producir hidrógeno (H2) a partir de fuentes renovables. También existe la posibilidad de utilizar este sistema para mejorar el rendimiento de un motor convencional disminuyendo el combustible fósil en la combustión al utilizar el H2 producido.

Reformado: consiste en la reacción de hidrocarburos con calor y vapor de agua. El hidrógeno obtenido mediantes esta técnica contiene algunas impurezas.

Gasificación: forma hidrógeno y diversos gases partiendo de hidrocarburos pesados y biomasa . Este sistema de otención es adecuado para hidrocarburos pesados a gran escala y los compuestos obtenidos presentan algunas similitudes con combustibles sintéticos derivados de la biomasa, entrando en competencia con estos.

Ciclos termoquímicos: utilizan el calor barato de alta temperatura procedente de la energía nuclear o solar concentrada. Su bajo coste y la no emisión de gasesde efecto invernadero, hacen que este proceso sea potencialmente atractivo para su aplicación a gran escala.

Producción biológica: existen diferentes especies de algas y bacterias que producen hidrógeno en determinadas condiciones. Hoy en día está siendo objeto de estudio en distintos centros investigación con tal de mejorar el ritmo de producción, que actualmente es bastante lento, mediante la búsqueda del organismo que mayor cantidad de hidrógeno produzca con unas condiciones más propicias para un biorreactor.

One Comment

  1. maquinaria ocasion arburg 30/06/2015 Responder

    Recientemente he comenzado un sitio web, la información de tu blogg me proporciona mucha ayuda. Gracias por todo tu tiempo y trabajo. Saludos

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